Mesures sur étoiles doubles

Bref rappel 🇬🇧  Translate to English

Une étoile double est un système de deux étoiles qui apparaissent proches l'une de l'autre dans le ciel. Elles peuvent être physiquement liées par la gravitation ou simplement alignées par hasard depuis notre point de vue terrestre.

L'observation des étoiles doubles remonte au XVIIe siècle. En 1650, Giovanni Battista Riccioli a identifié Mizar comme une étoile double, suivi par bien d'autres découvertes.

Pour en savoir plus, internet fourmille de sites explicatifs plus ou moins riches.
Voir en particulier https://etoilesdoubles.org/

Paramètres de mesure

Les astronomes mesurent les étoiles doubles avec deux paramètres principaux :

• Angle de position (Thêta) : l'orientation de la seconde étoile par rapport à la première.Elle est mesurée positivement vers l’est à partir de la direction du nord céleste.

• Séparation (Rho) : la distance angulaire entre les deux étoiles.

Mesures à partir d’images numériques

Pendant de nombreuses années, les mesures ont été visuelles, notamment avec des micromètres.

Depuis, les méthodes photographiques ont pris le pas, en particulier avec l’imagerie numérique.

Dans le cas présent, nous décrivons une méthode simple qui consiste à :

- prendre les images de systèmes binaires,

- reconnaître leur champ avec un programme comme comme ASTAP (Astrometric Stacking Program) ; ce programme déterminera l’orientation N du nord céleste dans le champ photographié,

- puis à partir d’un programme de notre cru en Python (appelé Bidouble), identifier les composantes de l’étoile double (étoile principale et étoile secondaire) en situant précisément leur centroïde dans l’image,

- à partir de ces positions, Bidouble calcule l’orientation de l’étoile secondaire corrigée de l’angle N et la séparation entre les étoiles primaire et secondaire. Ce qui donne les angles Thêta et Rho.

Exemple pratique

Nous avons acquis le champ de iota Cancer suivant.

Après avoir pris en compte la taille des pixels, l’angle de correction nord et la distance focale du télescope, le programme affiche le champ suivant

On peut zoomer pour faciliter l’analyse puis con clique sur chaque étoile, d’abord la principale puis la secondaire. On n’a pas besoin de cliquer très précisément car Bidouble sait reconnaître chaque centroïde.

L’application affiche alors les résultats dans la console Python :

--- Résultats ---

Étoile principale (x,y) : [3337.65608466 1854.4021164 ]
Étoile secondaire (x,y) : [3406.7826087 1871.08695652]
Séparation : 30.64 arcsec
Angle par rapport au nord céleste : 307.42°

Comparaison avec les données officielles

Le site https://wdstool.com/ donne une dernière mesure datant de 2021 avec les données suivantes :

Séparation : 30,60 arcsec,
Angle par rapport au nord céleste : 308,10°.

Les résultats obtenus avec Bidouble sont très respectables.

Voir aussi quelques mesures sur des couples orbitaux.

Conclusions

Le programme dépend d’ASTAP pour la direction du nord, la précision est à moins de 0,1°. Cette méthode est bien plus fiable que le référencement à partir du défilement apparent des étoiles.

Quant à la précision, le pouvoir séparateur du télescope a son importance, la distance focale, la résolution du capteur numérique et la qualité du ciel ne sont pas à négliger.

La méthode s’affranchit des erreurs de mesures personnelles.