Système stellaire - Définition et Explications

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Introduction

Un système stellaire consiste en un petit nombre d'étoiles qui sont liées par l'attraction gravitationnelle et de ce fait orbitent les unes autour des autres. Suivant le nombre d'étoiles, on parle de système binaire, triple (ou ternaire), quadruple, etc. Un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'étoiles liées par la gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...) est généralement désigné comme un amas d'étoiles ou bien une galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...). Notons qu'au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) large, il s'agit aussi de systèmes stellaires.

On emploie aussi parfois l'expression système stellaire pour se référer à une seule étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) dotée d'un système planétaire (Un système planétaire (parfois appelé abusivement système stellaire) est...) de corps plus petits en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) d'elle.

Systèmes stellaires binaires

Un système stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...) de deux étoiles est appelé étoile binaire, ou système (stellaire) binaire ou encore étoile double physique. S'il n'existe pas d'effets de forces de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux...), ni de perturbation provenant d'autres forces, ni aucun transfert de masse (Dans le jargon automobile, le transfert de masse (souvent confondu avec le transfert de charge) se...) d'une étoile à l'autre, alors un tel système est stable et les deux étoiles parcourront indéfiniment une orbite elliptique autour du centre de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) du système (voir Problème à deux corps).

On peut citer comme exemples de systèmes binaires : Alpha Canis Majoris (Alpha Canis Majoris (α Canis Majoris/α CMa), plus connue en occident sous son nom...) (ou α Cma, ou encore Sirius), Alpha Canis Minoris (Procyon (α Canis Minoris) est l'étoile la plus brillante de la constellation du Petit Chien...) (ou α Cmi, ou encore Procyon) ou encore Cygnus X-1 (En astronomie, Cygnus X-1 est une binaire X et fut le premier candidat trou noir.), ce dernier système étant probablement constitué d'une étoile et d'un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...).

Exemples

Binaire

  • α Cma (α Canis majoris ou Sirius), une étoile binaire composée d'une étoile de type A de la séquence principale (La séquence principale est une bande continue et bien distincte d'étoiles qui...) et d'une naine blanche (Une naine blanche est un objet céleste gazeux issu de l'évolution d'une étoile de...)
  • ε Aur (Epsilon Aurigae), une binaire à éclipses (Une étoile binaire à éclipses est une étoile binaire dans laquelle le plan de révolution des...).

Triple

  • Polaris (Polaris peut se référer à :), l'étoile polaire, est un système stellaire triple dans lequel l'étoile compagnon proche est extrêmement rapprochée de l'étoile principale (tellement qu'elle n'était connue que par son attraction gravitationnelle sur Polaris A jusqu'à ce qu'elle soit photographiée par le Télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en...) en 2006).
  • α Cen (α Centauri) est une étoile triple composée d'une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts...) principale de naines jaunes (α Cen A et α Cen B), et une naine rouge (En astronomie, les naines rouges sont les étoiles les moins massives ; en-deçà, ce sont les...) excentrée, Proxima Centauri (Proxima Centauri est l'étoile la plus proche du système solaire. Elle est aussi appelée Alpha...). A et B sont des binaires physiques, avec une orbite excentrique dans lesquelles A et B peuvent se rapprocher jusqu'à 11 ua ou s'éloigner jusqu'à 36 ua. Proxima est beaucoup plus loin (~15000 ua) de A et B qu'elles ne sont l'une de l'autre. Bien que cette distance soit toujours petite en regard des autres distances interstellaires, on peut se demander si Proxima est bien liée gravitationnellement à A et B.
  • HD 188753 (HD 188753 est un système stellaire triple situé à environ 149 années-lumière de la Terre dans...) est un système stellaire triple situé approximativement à 149 années-lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) du Cygne (Cygnus est un genre d'oiseaux de la famille des Anatidae. C'est le genre des cygnes, de grands...). Le système se compose de HD 188753A, une naine jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même...), de HD 188753B, une naine orange et de HD 188753C, une naine rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...). B et C orbitent l'une autour de l'autre en 156 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), et, en groupe, orbitent autour de A en 25,7 ans.
  • HR 9038 est un système stellaire triple situé approximativement à 35 années-lumière de la Terre dans la constellation du Céphée.

Quadruple

  • 4 Centauri
  • Mizar est souvent présentée comme ayant été la première étoile binaire découverte quand elle a été observée en 1650 par Giovanni Battista Riccioli mais elle a probablement été observée plus tôt, par Benedetto Castelli et Galilée (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence,...). Ultérieurement, la spectroscopie de ses composants Mizar A et B révéla qu'elles étaient elles-mêmes chacune des binaires.
  • HD 98800

Quintuple

  • Nu Scorpii

Sextuple

  • Castor
  • ADS 9731

Système stellaire multiple

Les systèmes d'étoiles multiples ou étoiles multiples physiques sont des systèmes stellaires comportant plus de deux étoiles. Les systèmes stellaires à étoiles multiples sont dits triples, trinaires ou ternaires s'ils contiennent trois étoiles ; quadruples ou quaternaires s'ils en contiennent quatre ; quintuples, sextuples, septuples et ainsi de suite s'ils en contiennent respectivement cinq, six, sept, etc… Ces systèmes sont plus petits que des amas stellaires ouverts qui ont des dynamiques plus complexes et regroupent typiquement de 100 à 1000 étoiles.

Dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...)

Théoriquement, la modélisation d'un système d'étoiles multiples est plus complexe que celle d'un système binaire (Le système binaire est un système de numération utilisant la base 2. On nomme...), du fait que le système dynamique (En mathématiques, en physique théorique et en ingénierie, un système dynamique...) concerné, le problème à N corps, peut mettre en évidence des comportements chaotiques. De nombreuses configurations de petits groupes d'étoiles s'avèrent instables, lorsqu'une étoile se rapproche incidemment très près d'une autre, et qu'elle est accélérée jusqu'à être éjectée du système. Cette instabilité peut être évitée si le système est ce que David S. Evans a baptisé hiérarchique. Dans un système hiérarchique, les étoiles du système peuvent être divisées en deux groupes plus petits, chacun d'entre eux parcourant une grande orbite autour du centre de masse du système. Chacun de ces groupes plus petits doit lui-même être hiérarchique, ce qui signifie qu'ils doivent être divisés entre des sous-groupes plus petits, qui eux-mêmes sont hiérarchiques, et ainsi de suite. Dans ce cas, le mouvement des étoiles continuera d'approximer des orbites képleriennes stables autour du centre de masse du système à la différence de la dynamique plus complexe des grands nombres d'étoiles des amas stellaires et des galaxies.

Vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) des orbites de HD 188753, un système stellaire triple hiérarchique

Observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...)

La plupart des systèmes stellaires multiples connus sont des systèmes triples. Pour de plus grands multiples, le nombre de systèmes observés décroît exponentiellement comme croît le multiple. Par exemple, dans la révision de 1999 du Catalogue de Tokovinin des étoiles multiples physiques, 551 des 728 systèmes décrits sont triples. Cependant, du fait des effets de sélection notre connaissance de ces statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle...) est très incomplète.

A cause de l'instabilité dynamique déjà mentionnée, les systèmes triples sont souvent hiérarchiques : ils contiennent une paire d'étoiles proches liée à un compagnon plus éloigné. Les systèmes avec des multiplicités supérieures sont en général hiérarchiques également. On connaît des systèmes ayant jusqu'à six étoiles : par exemple Castor (α Geminorum), qui comprend une paire binaire à une orbite relativement distante de deux autres paires binaires plus proches. ADS 9731 est un autre système sextuple connu qui comprend une paire de systèmes triples, chacun d'entre eux étant une binaire spectroscopique en orbite avec une étoile simple

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