La variabilite stellaire designe tout changement de la luminosite d’une etoile au fil du temps. Ces variations peuvent etre periodiques ou irregulières, lentes ou rapides, et revéler des informations fondamentales sur la physique interne de l’etoile, ses interactions avec un compagnon ou les conditions de son atmosphere. Les etoiles variables sont au coeur de nombreux progres en astrophysique.
Les etoiles variables pulsantes
Les Cepheides sont les etoiles variables les plus celebres. Elles pulsent regulierement — se dilatent et se contractent — avec des periodes de quelques jours a quelques semaines. Leur luminosite intrinseque est directement liee a leur periode de pulsation, ce qui en fait des chandelles standard remarquables pour mesurer les distances cosmiques. C’est grace aux Cepheides que Hubble a mesure la distance d’Andromede en 1924.
Les variables eclipsantes
Dans les systemes binaires eclipsants, deux etoiles orbitent l’une autour de l’autre dans un plan presque aligne avec notre ligne de vue. Quand une etoile passe devant l’autre, la luminosite totale du systeme diminue periodiquement. Ces eclipses permettent de mesurer les rayons, les masses et les temperatures des deux etoiles avec une grande precision. La methode de detection des exoplanetes par transit est directement inspiree de ce principe.
Les variables cataclysmiques et explosives
Certaines variations sont dues a des phenomenes explosifs. Les novae resultent de l’accretion de matiere sur une naine blanche dans un systeme binaire, provoquant une explosion thermonucleaire de surface. Les etoiles de type T Tauri, jeunes et en formation, sont tres actives et montrent des variations dues a leurs vents stellaires intenses et leur activite magnetique.
Importance en astronomie
L’etude des etoiles variables a permis de mesurer les distances des galaxies, de sonder l’interieur des etoiles par asterosismologie, et de detecter des milliers d’exoplanetes. Les missions spatiales Kepler et TESS ont observe des millions d’etoiles en continu, detectant les variations les plus infimes et revelant une diversite de comportements stellaires inattendus.
Exemple concret
Betelgeuse a connu une baisse de luminosite spectaculaire entre fin 2019 et debut 2020 — la Grande Obscurcissement de Betelgeuse — qui a alimente des speculations sur une supernova imminente. L’explication s’est revelee etre l’ejection d’un nuage de poussiere par l’etoile qui a occulte une partie de sa lumiere. Un exemple parfait de variabilite stellaire inattendue.
Questions frequentes
Le Soleil est-il une etoile variable ?
Oui, mais faiblement. La luminosite solaire varie d’environ 0,1% sur un cycle de 11 ans, lie a l’activite des taches solaires. Ces variations ont des effets mesurables sur le climat terrestre, mais restent tres faibles comparees aux vraies etoiles variables.
Comment detecte-t-on une etoile variable ?
Par photometrie : en mesurant tres precisement la luminosite d’une etoile a intervalles reguliers et en detectant les variations. Les telescopes spatiaux comme Kepler ou TESS mesurent la luminosite de millions d’etoiles simultanement avec une precision de quelques parties par million.
Toutes les etoiles variables pulsent-elles ?
Non. La variabilite stellaire peut avoir de nombreuses causes : pulsations internes, eclipses par un compagnon, eruptions de surface, passages de planetes devant l’etoile, taches stellaires ou ejections de matiere. Chaque type de variabilite revele des informations differentes sur l’etoile.