L'observation Des Étoiles Doubles Visuelles
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PAUL COUTEAU L'OBSERVATION DES ÉTOILES DOUBLES VISUELLES TABLE DES MATIÈRES PRÉFACE AVANT-PROPOS CHAPITRE PREMIER. — Historique - Les étoiles doubles dans l'Univers - Les précurseurs : Herschel père et fils - Les premiers modernes : Struve père et fils - L'ère des grands pionniers - Les prospections modernes - Recherches dans l'hémisphère Sud - Les étoiles doubles découvertes par la photographie - Les étoiles doubles à grand mouvement propre commun - Quelques grands observateurs d'étoiles doubles - La centralisation des mesures - Physionomie de l'ensemble des couples connus CHAPITRE II. — Notions d'optique à l'usage des observateurs d'étoiles doubles - L'instrument le plus utilisé. La lunette - Grossissements. Cercle oculaire - Image donnée par un objectif circulaire. Pouvoir séparateur. Grossissement résolvant. Grossissement utile - Structure de l'image d'une étoile double serrée - Clarté CHAPITRE III. — Les appareils de mesures - Mesures visuelles Principe de la mesure d'une étoile double Précautions à prendre pour repérer l'origine des angles Les micromètres à fils Les micromètres à étoiles de comparaison Les micromètres interférentiels. Le micromètre de Fizeau-Michelson Le micromètre interférentiel à demi-onde Le micromètre à double image de Paul Muller Le micromètre à double image de B. Lyot et H. Camichel - L'observation photographique des étoiles doubles Chambre optique à photons Chambre optique à électrons - L'interférométrie moderne Interféromètre automatique de W. C. Wickes Interféromètre à comptage de photons de A. Labeyrie Interféromètre à intensité de R. H. Brown - Observation des étoiles doubles par occultations - Observation des étoiles doubles par balayage photoélectrique de l'image CHAPITRE IV. — Quelques conseils pratiques - Préparation de la nuit d'observation - Précautions à prendre vis-à-vis de la lunette - La turbulence atmosphérique - Pratique de l'observation visuelle des étoiles doubles - Observation d'objets célestes artificiels CHAPITRE V. -- L'identification des étoiles - Difficultés de l'identification des étoiles - Les catalogues fondamentaux - Les catalogues intermédiaires - Les catalogues généraux Le catalogue d'Argelander Pratique du repérage des étoiles BD Pratique du repérage des étoiles de la Carte du Ciel - Catalogues spéciaux CHAPITRE VI. — Calcul des orbites et des masses stellaires - But de l'observation des étoiles doubles - Orbite réelle - Orbite apparente - Calcul des éléments d'une orbite d'étoile double Méthode géométrique Méthode de Thiele-Innes-van den Bos Méthode des points opposés ou de Danjon Corrections différentielles des éléments - Calcul des masses d'étoiles Rapport des masses par les vitesses radiales Rapport des masses par la photographie Tableau des masses - Les parallaxes dynamiques Applications CHAPITRE VII . — Voyage au pays des étoiles doubles - Quelques systèmes typiques - Intérêt du voyage en fonction de l'instrument - Pénétration céleste d'un instrument - Nombre d'orbites accessibles à un instrument - Performances de l'oeil comparé à ses concurrents - Le voyage des astronomes niçois à bord d'un vaisseau spatial économique - Triage des étoiles doubles nouvelles en géantes et naines - Temps de révolution probable d'une étoile double - La pérennité des observations. Appel aux monastères CHAPITRE VIII. — Catalogue de 744 étoiles doubles pour instruments de toutes dimensions - Pourquoi un catalogue? - Description du catalogue - Conseils aux observateurs - Le catalogue - Notes Il existe des hommes qui passent leur vie à regarder et observer des étoiles avec « de longues lunettes à faire peur aux gens ». Ce sont les astronomes. Paul Couteau est l'un d'eux, il a déjà passé plus d'un quart de siècle à regarder des étoiles la nuit. Pourquoi? Comment? C'est une histoire passionnante racontée dans ce livre destiné à tous les amateurs des choses du Ciel. Le lecteur y trouvera tout ce qui l'intéresse sur cette partie de l'astronomie, encore à la portée des moyens d'un simple particulier : l'histoire de grands pionniers américains et européens, quelques notions simples sur les instruments et les appareils de mesure, des conseils destinés à ceux qui mettent d'oeil à l'oculaire et qui sont parfois rebutés par la difficulté insoupçonnée d'une observation. Le lecteur plus exigeant aura sous les yeux les éléments nécessaires pour identifier sans carte les milliers d'étoiles accessibles à une petite lunette et pour calculer les orbites et, éventuellement, les masses des étoiles. II pourra participer, selon son instrument, au grand voyage au pays des étoiles doubles, là-bas à 300 années de lumière, il suivra l'élaboration de recherches amenant des découvertes. Il verra défiler les soleils rouges, jaunes ou bleus, les systèmes colorés géants et nains. Son imagination l'emportera sur des planètes qui ne connaissent pas la nuit, où des journées rouge rubis succèdent à des journées bleu électrique, où les saisons sont multiples, où la vie prospère peut-être. Le catalogue, à la fin de l'ouvrage, lui donnera un choix surabondant de spectacles célestes de toute beauté, quel que soit l'instrument dont il dispose. Paul Couteau. né le 31 décembre 1923 à La Roche sur-Yon, envisage la carrière astronomique dès l'âge de onze ans. Après sa licence d'enseignement des mathématiques. il entre à l'Institut d'astrophysique de Paris Sous la direction d'Evry Schatzmann, il entreprend, sur les étoiles naines blanches, des recherches, qui aboutissent à sa thèse de doctorat d'État en sciences physiques soutenue en Sorbonne (1956). Chargé à Nice, comme astronome adjoint (1959), de la rénovation des moyens d'observation, il met en service, grâce à Jean-Claude Pecker, deux grandes lunettes. dont celle de 76 cm, la quatrième du monde. Il a été invité pendant un an à l'université de Chicago (1961). et a été président (1967-1970) de la Commission des étoiles doubles à l'Union astronomique internationale. II a observé plus de cent mille étoiles, découvrant près de deux mille systèmes, a calculé de nombreuses orbites, il enseigne ses méthodes à l'université de Nice. Astronome titulaire depuis 1969, il crée le Centre d'étoiles doubles de l'observatoire de Nice (1973). Il a publié une centaine de mémoires et plusieurs ouvrages en collaboration. II est marié et père d'une famille de six enfants. Ses distractions favorites sont le ping-pong et le cyclisme. L'OBSERVATION DES ÉTOILES DOUBLES VISUELLES Ouvrage publié PAUL COUTEAU Astronome titulaire L'OBSERVATION DES ÉTOILES DOUBLES VISUELLES suivie d'un catalogue de 744 étoiles doubles pour tous instruments Préface de Jean-Claude PECKER FLAMMARION avec le concours du C.N.R.S. PRÉFACE Une préface a ce mérite, immense et rare, de laisser au préfacier, même si c'est un ami de l'auteur, le droit reconnu de se livrer aux libertés d'une page d'écriture sans contrôle, d'un marteau sans maître, d'une esquisse sans projet — sinon celui de présenter librement un ouvrage lu avec sympathie, et de faire passer quelques idées complémentaires — non inclues dans le livre. Cette préface sera donc, aussi et surtout, un appel. L'ouvrage de Paul Couteau parcourt d'abord l'histoire de la découverte et de la mesure des étoiles doubles visuelles, depuis Hershel, qui reconnut le premier l'existence du mouvement orbital d'un membre du couple autour de l'autre étoile — jusqu'aux derniers observateurs contemporains, trop rares... Après avoir exposé les éléments d'optique classique, de théorie de la diffraction et du pouvoir de séparation, nécessaires à la compréhension du problème posé, l'auteur présente les appareils de mesures et donne un aperçu des « recettes » pratiques qui, seules, permettent de donner à une méthode a priori abstraite et impersonnelle, les voies vers un véritable succès, et vers une accumulation de résultats utilisables. Les problèmes d'identification, en particulier, sont difficiles ; que d'erreurs ne commettent pas à cause de ce seul fait, les observateurs novices, ou livrés à eux-mêmes... Le chapitre VI — calcul des orbites et des masses stellaires — donne à l'ouvrage sa signification profonde. Il ne s'agit pas seulement d'accumuler des mesures, sur des années (les périodes atteignent des dizaines d'années, dépassent parfois le siècle). Il s'agit aussi d'utiliser les ressources combinées de la trigonométrie, de la mécanique céleste, et même de la spectrographie (vitesses radiales mesurées par effet Doppler Fizeau de déplacement des raies spectrales), pour calculer les orbites, toutes leurs caractéristiques (période, grandeur des axes, ellipticité, inclinaison du plan de l'orbite sur la direction de visée, position des noeuds, etc.), et surtout pour utiliser les lois de Képler à la détermination des masses stellaires. On sait que les seules masses stellaires correctement déterminées proviennent de ce genre de travaux; or elles constituent la base de l'étalonnage nécessaire de toutes les masses stellaires — et des masses galactiques — de l'Univers. Le voisinage du Soleil est une région où se calibrent toutes les lois, où s'établit la valeur des étalons, où se déterminent toutes les méthodes d'exploration de l'Univers le plus lointain... On voit que ces observations, qui peuvent paraître dures et longues, restent un élément essentiel de l'astronomie et de l'astrophysique d'aujourd'hui. Enfin, dans un dernier chapitre (et dans le catalogue remarquable qui en constitue en quelque sorte la conclusion), l'auteur nous fait faire un voyage au pays des étoiles doubles, basé sur les résultats des observations des siècles et des années passés. L'ouvrage présenté, j'aimerais rappeler les souvenirs personnels qui m'ont mis en contact, voici plus d'un quart de siècle, avec son auteur. Paul Couteau ne m'en voudra pas, j'espère, si je rappelle ces quelques souvenirs. Cette évocation n'a en fait d'autre but que de répondre à la question : comment devient-on observateur d'étoiles doubles? Paul Couteau, muni d'une solide formation universitaire de physicien, et attiré vers l'astrophysique par l'expérience d'amateur astronome qu'il poursuivait depuis sa jeunesse sous le ciel (plus ensoleillé et clair qu'on ne le croit généralement) de la Vendée, entra, peu d'années après moi, et dans le même laboratoire, celui d'Evry Schatzman, à l'Institut d'Astrophysique du C.N.R.S.