L'étoile Alpha Draconis (encerclée), également connue sous le nom de Thuban dans l'ancienne Égypte, est connue depuis longtemps pour être un système binaire. Maintenant, les données du Tess de la Nasa montrent que ses deux étoiles subissent des éclipses mutuelles. © Nasa, MIT, Tess

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L'ancienne étoile polaire est double à éclipses

ActualitéClassé sous :Astronomie , Tess , étoile double

Il y a environ 4.800 ans, l'étoile polaire n'était pas celle que l'on connaît aujourd'hui, mais une autre étoile dans la constellation du Dragon que les Égyptiens avaient appelée Thuban. Des millénaires plus tard, on découvre que c'est une étoile double et aujourd'hui, grâce au satellite Tess de la Nasa, que c'est même une binaire à éclipses avec des transits comme certaines exoplanètes.

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[EN VIDÉO] Observez la formation de deux étoiles jumelles  Des astronomes ont capturé, sur des images très haute résolution, deux disques au cœur desquels se forment des étoiles. Des disques alimentés par un entrelacs de filaments de matière qui leur donne la forme surréaliste d’un gigantesque bretzel cosmique. À découvrir en vidéo sur cette incroyable animation. 

Rien n'est éternel dans le cosmos observable, pas plus les positions des étoiles sur la voûte céleste que celles des continents sur Terre. Même l'existence indéfinie des protons qui composent notre corps n'est pas assurée, ce qui n'aurait sans doute pas surpris le philosophe grec Héraclite. Il y a plus de 4.000 ans, quand les premières pyramides égyptiennes ont été construites, l'étoile polaire actuelle ne coïncidait pas avec celle qui tenait ce rôle. Nous le savons grâce à notre compréhension de la mécanique céleste du Système solaire qui nous permet non seulement de calculer les mouvements dans le futur de la Terre et de la Lune, et donc l'aspect du ciel étoilé, mais aussi ceux dans le passé.

On peut alors constater qu'en raison de ce que l'on appelle la précession des équinoxes liée aux mouvements de l'axe de rotation de la Terre, un phénomène déjà découvert par le plus grand astronome d'observation de l'Antiquité, le Grec Hipparque ayant vécu entre -190 av. J.-C. et -120 av. J.-C, ce n'était pas Polaris, alias Alpha Ursae Minoris, qui marquait la position du pôle nord céleste il y a presque 4.800 ans. Non, il s'agissait pour les Égyptiens de l'étoile qu'ils nommaient Thuban, l'astre qui dans les catalogues des astronomes modernes porte le nom de Alpha Draconis (α Draconis), une étoile de la constellation du Dragon.

La précession des équinoxes découverte par Hipparque, c'est quoi au fait ? Une bonne explication dans cette vidéo. Attention, bien qu'une bonne partie de la vidéo soit correcte, l'auteur a fait une erreur dans son explication de l'origine du mouvement de la précession de l'axe de la Terre qu'il corrige dans une seconde vidéo. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © It's Just Astronomical!

Les descendants d'Hipparque, qui était aussi mathématicien et qui a sans doute été, si ce n'est le découvreur, au moins l'architecte de la science de la trigonométrie, ont découvert des millénaires plus tard que Alpha Draconis était une étoile double (Mizar fut la première identifiée comme telle et par Galilée il y a environ quatre siècles), comme la majorité des étoiles dans la Voie lactée d'ailleurs. On savait depuis longtemps qu'Alpha Draconis n'était qu'à environ 300 années-lumière de la Terre, et cela rendait son étude en tant qu'étoile double très aisée. Or, ce genre d'étude est important car il permet de mesurer les masses et les tailles des deux étoiles avec une précision inégalée, ce qui est crucial pour tester nos théories sur les étoiles et ainsi poser les fondements de toute l'astrophysique et de la cosmologie.

Alpha Draconis, l'étoile double avec des éclipses

C'est donc avec surprise que des astronomes utilisant les données de la mission Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) de la Nasa viennent de faire savoir, via également un article sur arXiv, que Thuban était également une binaire à éclipses. Il apparaît donc des transits comme ceux chassés en premier lieu par Tess avec des exoplanètes. Ces transits se remarquent par le fait que la luminosité de la binaire diminue à chaque fois que l'une des étoiles passe devant l'autre, de la même manière qu'une exoplanète bloque une partie de la lumière de son étoile hôte lorsqu'elle transite devant périodiquement.

Tess chasse les exoplanètes avec la méthode des transits expliquée dans cette vidéo. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa's Goddard Space Flight Center

« La première question qui vient à l'esprit est : comment avons-nous pu rater cela ? » s'est d'ailleurs exclamée Angela Kochoska, chercheuse postdoctorale à l'université de Villanova en Pennsylvanie, qui a présenté cette découverte lors de la 235e réunion de l'American Astronomical Society à Honolulu ce 6 janvier 2020. L'astronome poursuit en expliquant que « Les éclipses sont brèves, ne durent que six heures, de sorte que les observations au sol peuvent facilement les manquer. Et parce que l'étoile est si brillante, elle aurait rapidement saturé des détecteurs sur l'observatoire Kepler de la Nasa, qui masquerait également les éclipses. »

Les étoiles liées dans le système de Thuban bouclent leur orbite en environ 54 jours en étant à une distance moyenne l’une de l’autre de 61 millions de kilomètres, soit légèrement plus que la distance de Mercure au Soleil. L'étoile principale est 4,3 fois plus grande que le Soleil et a une température de surface d'environ 9.700 °C. C’est une géante qui n’est plus sur la séquence principale. Son étoile compagne est plus petite mais est plus chaude que le Soleil. Comme le montre cette simulation, le plan orbital des deux étoiles nous apparaît comme légèrement incliné, de sorte que les éclipses ne sont jamais totales. © Nasa Video

Pour la petite histoire, au cours des années 1960, les astronomes ont compris que le puits connectant une petite ouverture sur l'une des faces de la grande pyramide de Khéops à Gizeh avec la chambre funéraire du pharaon devait avoir un but symbolique précis. Il est en effet orienté en direction de Thuban qui était donc l'étoile polaire au moment de la construction de la pyramide. Comme aujourd'hui, avec Polaris, toutes les étoiles semblaient tourner autour de Thuban.

  • Il y a environ 4.800 ans, l'étoile polaire n'était pas celle que l'on connaît aujourd'hui, mais une autre étoile dans la constellation du Dragon que les Égyptiens avaient appelée Thuban et les astronomes actuels Alpha Draconis (α Draconis).
  • Des millénaires plus tard, alors que la précession de l'axe de la Terre a remplacé Thuban par Polaris sur la voûte céleste, on découvre que c'est une étoile double à environ 300 années-lumière du Soleil seulement.
  • On croyait bien la connaître mais aujourd'hui, grâce au satellite Tess, le chasseur d'exoplanètes de la Nasa, on sait que c'est même une binaire à éclipses avec des transits comme certaines exoplanètes.
  • Thuban devait avoir une signification spéciale pour les anciens Égyptiens car un puits de la grande pyramide de Khéops est orienté dans sa direction.
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