Chasse aux étoiles variables variables en M5 et M13

Les amas globulaires sont remplis d'étoiles variables, dont certaines sont faciles à voir et à suivre dans les télescopes amateurs. Nous explorons M5 et M13, deux des meilleurs de la saison.

M5 est l’un des plus anciens globulaires connus avec un âge de 13 milliards d’années. Il est situé à 24 500 années-lumière de la Terre. Il contient au moins 105 variables, la plupart d'entre elles étant des étoiles RR Lyrae pulsantes.
Robert J. Vanderbei

Les globulaires arrivent! Les globulaires arrivent! Parallèlement aux nuits plus chaudes, le printemps marque le retour des amas globulaires. Deux de mes favoris sont M13 chez Hercules et M5 à Serpens. Ces essaims stellaires densément tassés vous envoutent les nuits sombres. Pour moi, leur richesse et leur éclat se synchronisent avec la vie en abondance qui caractérise la saison.

La plupart des globulaires ont bien vieilli et bon nombre de leurs membres sont suffisamment vieux pour avoir évolué en étoiles géantes avec des noyaux brûlants à l'hélium enveloppés dans des enveloppes d'hydrogène fusionnant. À ce stade, leurs enveloppes extérieures commencent à s’étendre et à se contracter ou à palpiter, leur luminosité changeant à mesure qu’elles s’inspirent. Dans les animations en accéléré (ci-dessous), les étoiles des globulaires les plus brillants scintillent comme des essaims de lucioles un soir d'été, alors que leurs variables variées varient de brillantes à faibles. Un spectacle incroyable!

Ce diagramme de Hertzsprung – Russell montre l'emplacement de plusieurs types d'étoiles variables classées selon leur magnitude absolue (luminosité intrinsèque) et leur type spectral. Les globules sont riches en Céphéides, en particulier les étoiles RR Lyrae, mais ont également une part d’étoiles de type Mira à longue période et les variables semi-régulières correspondantes.
Rursus / CC BY-SA 3.0

Les variables RR Lyrae, du nom du prototype brillant RR Lyrae, sont aussi épaisses que des voleurs dans les globulaires. Il s’agit d’une version allégée et de faible masse des étoiles variables géantes classiques céphéides classiques qui peuplent également ces grappes densément peuplées. Comme les Céphéides, elles constituent d'excellentes bougies standard, nous aidant à déterminer les distances jusqu'aux globulaires avec aplomb. Parmi les autres pulsateurs gériatriques que vous rencontrerez figurent les variables de type Mira, les étoiles RV Tauri (étoiles de masse solaire mais gonflées au statut de supergéant dans la vieillesse) et les variables semi-régulaires, similaires aux Miras mais dont les courbes de lumière varient un cycle à l'autre.

Messier 5 abrite deux des étoiles à variables globulaires les plus brillantes - v42 et v84. V42 est particulièrement facile à voir car il est lumineux et bien éloigné du centre-ville animé. Le nord est en hausse. Si vous préférez une image négative avec des étoiles noires sur fond blanc, cliquez ici.
Robert J. Vanderbei / Annotations par auteur

Vous pouvez facilement voir RR Lyrae et d’autres Céphéides palpiter dans ce gif animé. La V84 a été interceptée "en train de clignoter", tandis que la v42 ne présentait aucune variation due à un hasard.
Robert J. Vanderbei

La plupart des variables dans les globulaires sont faibles, mais plusieurs groupes, y compris M5 et M13, offrent une belle sélection pour les télescopes aussi petits que 6 pouces. Deux des plus brillants clin d'oeil de M5 - variable 42, une céphéide, et variable 84, une étoile de RV Tauri. Au maximum, la v42 brille à la magnitude 10, 5 et se distingue comme l'étoile la plus brillante de tout le groupe. En 25, 7 jours, la magnitude 12 s'est affaiblie, puis la luminosité maximale est rétablie lorsque l'enveloppe externe de l'étoile se dilate et se contracte entre 10 et 20%. Jetez un coup d'œil la prochaine nuit dégagée et notez la magnitude de l'étoile à l'aide du tableau ci-dessous, puis revenez pour suivre ses hauts et ses bas.

Utilisez cette combinaison carte à vue plus large avec la photo pour passer de 5 variables lumineuses de Serpentis à M5. Cliquez pour agrandir.
AAVSO

L'étoile v84 se trouve plus près du centre de la grappe, il faut donc un peu plus d'effort pour voir. Ses variations de lumière sont un peu plus modérées, passant de magnitude 10, 8 à 12, 3 et inversement sur 54 jours. Star v50, située dans une ligne de trois étoiles faibles au nord de la région centrale, appartient au clan semi-régulier et varie entre 14, 2 et environ 15, 0 avec une période indéterminée. Je l’inclus car c’était la troisième variable décrite dans M5 après ses frères et sœurs plus brillants. Un quart de pouce en une nuit de vision régulière devrait le rendre visible au maximum.

Le 23 avril UT, v42 était presque au maximum à la magnitude 11, 1 et parfaitement évident dans mon 15 pouces à 64 ×. Plus proche du noyau de la grappe et actuellement au minimum, la V84 d'une magnitude d'environ 12, 3 a nécessité un peu plus de creusement et d'agrandissement (142 ×) pour une vision claire. Avec la v50, je devais la monter à 400 × et utiliser la vision détournée pour entrevoir ce blip de magnitude 15.

Ce gif animé montre les variables "clignotantes" du M13 globulaire. Comme des globulaires clignotants? Cliquez ici pour une belle animation des variables de M3 en action.
Robert J. Vanderbei

Comme M5, M13 est riche en variables. La plus brillante est v11 de magnitude 11, 9, située à quelques minutes d'arc au sud-ouest du noyau. Malgré sa visibilité relativement facile, cette variable semi-régulière a une amplitude limitée de seulement 0, 3 magnitude sur 92, 5 jours. Au nord se trouve la v2 plus faible mais plus fortement variable. Cette Céphéide passe de magnitude 12, 6 à 13, 5 et inversement en seulement 5, 1 jours, ce qui la rend plus amusante à regarder.

Cette photo annotée de M13 localise 14 variables différentes. La plupart sont des étoiles semi-régulières de type Mira dont la magnitude varie seulement de 0, 1 à 0, 2. Pour trouver les versions les plus fortement variables de v11 et v2, utilisez les trois astérismes au sud-ouest du noyau de la grappe comme guides. Les magnitudes sont données pour l'une des figures. Le nord est en hausse. Cliquez ici pour une image négative.
Robert J. Vanderbei / Annotations par auteur

Les deux sont situés à plusieurs minutes d'arc au sud-ouest du centre de la grappe. Utilisez les cartes et les astérismes pour vous y diriger. Les variables décrites situées bien au-delà du noyau seront beaucoup plus faciles à repérer et toutes devraient être visibles dans des télescopes de 8 pouces et plus avec un grossissement d'environ 150 ×. Pour les variables dans la région centrale surpeuplée, augmentez la puissance à 250 × ou plus. Je commence généralement par 286 ×, mais passe souvent à 357 × pour mieux "casser" les petites masses étoilées que cachent certaines de ces variables. Une puissance élevée signifie généralement des images pâteuses, mais je ne m'en soucie pas tant que cela me permet d'arriver à mon objectif. destination.

Le 23 avril TU, dans une vision plutôt bonne, j’ai estimé la v11 à une magnitude de 12, 2 et la v2 à environ 12, 8. J'attends avec impatience la prochaine nuit claire pour voir si ce dernier est en train de monter ou de descendre.

Dans cette vue de champ plus large de M13, j'ai indiqué l'emplacement de V11 en utilisant les mêmes astérismes que ceux de la carte précédente. En guise de guide supplémentaire, deux étoiles de magnitude 10, 8 se trouvent juste en dehors du cadre. Le nord est en hausse.
Jim Misti

J'ai encerclé une douzaine de variables semi-régulières assez brillantes autour de la grappe. Ils vont de magnitude 11, 9 à 12, 4 et ne montrent que de légères variations de magnitude 0, 1 à 0, 4.

La plupart d’entre nous adorent l’effet cumulatif de tant d’étoiles réunies en amas globulaires, mais le fait de connaître certains de ces géants soufflants ajoute du caractère et de la distinction à des points de lumière autrement anonymes dans la foule.

Ressources:

  • Catalogue des étoiles variables en M5
  • Catalogue des étoiles variables dans M13
  • Étoiles variables dans le groupe globulaire M13 - contient une carte détaillée des variables dans la région centrale du groupe
  • Nouvelle étude sur les variables M13 comprend une excellente photo annotée de nombreuses variables de la grappe
  • Les pages M5 et M13 de Robert Vanderbei
  • Historique de la découverte des variables globulaires du cluster
Étoiles variables dans les amas globulaires M5 et M13
ÉtoilePlage de magnitude ou amplitudeEmplacementPériodeType
v4210, 5 12M525.7 joursCéphéid
v8410, 8 12, 3M554 joursRV Tauri
v50~ 14, 2 15, 0M5------Semirégulaire (SR)
v110, 3 magnitudeM1392, 5 joursSR
v212, 6 13, 5M135.1 joursCéphéid
v1512, 1 mag., 0, 1 mag. intervalleM13------SR
v1712, 0, 0, 4 mag.M1343 joursSR
v1812, 3, 0, 1 mag.M1341.2 joursLente, irrégulière
v1912, 1, 0, 2 mag.M13------SR
v2012, 1, 0, 2 mag.M13------SR
v2412, 0, 0, 2 mag.M1345 joursSR
v3312, 1, 0, 2 mag.M1333 joursSR
v3912, 0, 0, 3 mag.M1356 joursSR
v4012, 1, 0, 1 mag.M1333 joursSR
v4211, 9, 0, 2 mag.M1340 joursSR
v4312, 4, 0, 1 mag.M13------Lente, irrégulière
v5912.3, ? mag.M13------SR?