La Revue des Étoiles Doubles

Introduction aux étoiles doubles

Qu'est ce qu'une étoile double ?

Il s’agit d’un couple d’étoiles qui apparaissent proches quand on les observe visuellement depuis la Terre. Cette définition peut cacher deux réalités bien différentes.
En premier lieu, il peut tout simplement s’agir d’un effet de perspective. En réalité, c’est la projection des deux étoiles sur le plan du ciel qui les rend proches, alors que ces deux étoiles sont à des distances très différentes.
On parle alors d’étoiles doubles optiques.
Comme il n’y a pas de liaison physique entre les deux composantes, ces étoiles doubles ne présentent pas d’intérêt astrophysique. Les étoiles doubles optiques peuvent toutefois constituer un très joli spectacle visuel pour l’observateur !
En second lieu, les deux composantes peuvent être réellement voisines, c’est à dire proches depuis notre observatoire terrestre mais aussi situées à des distances voisines de la Terre. Les deux étoiles constituent alors un système physique, les composantes étant soumises à une attraction gravitationnelle réciproque. On parle d’étoiles doubles physiques ou encore d’étoiles binaires. Ces étoiles sont en orbite autour de leur centre de masse.
Les étoiles binaires présentent un intérêt astrophysique majeur puisque la connaissance des paramètres orbitaux est un premier pas pour accéder aux masses stellaires.

Une étoile double
Etoile double optique
Etoile double physique

Allons plus loin à propos des étoiles doubles physiques

Une étoile double physique est un groupe de deux étoiles liées physiquement par l’attraction gravitationnelle.

De ce fait, les composantes d’une étoile double décrivent un mouvement orbital autour du centre de masse du système en suivant les lois de Kepler.

Les modèles de formation stellaire actuels considèrent que toutes les étoiles naissent dans des systèmes multiples. La formation des étoiles doubles est donc un phénomène fréquent et leur évolution est essentiellement conditionnée par la masse initiale de chacune des composantes.

Les étoiles doubles constituent une famille extrêmement variée d’objets astronomiques que l’on peut scinder en deux grandes catégories:

  • Les couples écartés dont les composantes peuvent être considérées pratiquement comme des étoiles isolées.
  • Les couples serrés dont les composantes sont soumises à des interactions qui perturbent l’évolution de chacune des étoiles.

En fonction des différentes techniques utilisées pour les observer, on distingue traditionnellement:

  • Binaires visuelles, dont les images des composantes sont séparées au foyer du télescope ou de la lunette astronomique. Le mouvement orbital se traduit par une variation périodique de la position relative des composantes projetée sur le plan du ciel révélée par les mesures astrométriques différentielles.
  • Binaires spectroscopiques, dont le mouvement des composantes autour du centre de masse est détecté par la variation périodique de la vitesse radiale de l’étoile. Celle-ci est déduite de la mesure de l’oscillation de la position des raies spectrales provoquée par l’effet Doppler-Fizeau. A noter que la découverte des planètes extrasolaires est un prolongement de l’étude des binaires spectroscopiques rendu possible par l’augmentation de la sensibilité des mesures par vélocimétrie radiale.
  • Binaires photométriques (ou à éclipses), pour lesquelles la présence du compagnon est détectée par l’affaiblissement périodique de l’éclat de l’étoile observé lors d’éclipses qui se produit en raison de la forte inclinaison du plan orbital sur la ligne de visée.
  • Binaires astrométriques, dont le mouvement des composantes autour du centre de masse est détecté par la mesure astrométrique des perturbations périodiques du mouvement propre de l’étoile à travers la Galaxie.