Cassiopée... "Tous les soirs, avant d'aller dormir, je sors quelques minutes voir Cassiopée, c'est plus fort que moi..." me disait tantôt une dame venue jeter l'oeil à nos télescopes. Comme je la comprends ! Par chance, Cassiopée, dans sa ronde nocturne, n'atteint jamais l'horizon à nos latitudes, si bien qu'elle la trouve toujours, été comme hiver, soir ou matin, et même par nuit de pleine lune, tant elle est lumineuse. C'est une constellation circumpolaire qui ne se couche jamais, comme les astronomes, et comme toutes les constellations dont la déclinaison est supérieure à 45°. A chacune de suivre sa ronde autour du pôle, en 24 h, et aux astronomes de contempler...

    Cassiopée... caractéristique sa forme en W... Un W aux branches écartées, précisons. On peut y voir aussi un M élargi quand elle se retourne pendant sa course diurne et annuelle. Ou bien un zigzag, marqué par 5 étoiles brillantes. Le méridien 0 h passe à 9 minutes de Bêta Cassiopeiae, la première à l'Ouest. Comme le méridien 12 h - qui lui est opposé - s'en va couper la queue de la Grande Ourse à l’étoile Delta - la racine de la queue - les deux constellations se sont face par rapport à l'étoile polaire. Dès lors, plus aucune difficulté pour trouver votre Reine... De surcroît, ces deux étoiles citées sont sensiblement à la même distance du Pôle : 30° environ.

    Cassiopée... trop belle cette reine pour ne pas réveiller la jalousie des Néréides, souvenez-vous... Adieu la vierge Andromède... mais non, puisque son prince charmant sauva la situation... Beauté de Cassiopée qui vous séduit mesdames... qui vous enivre messieurs... Vous avez raison. "Voici, c'est la déesse, chantent Nadir et Zurga dans les "Pêcheurs de perles" (opéra de Bizet),  qui dans l'ombre se dresse, et vers nous tend les bras...Son voile se soulève. O vision, O rêve... Oui, c'est elle, c'est elle... Plus charmante et plus belle qui descend parmi nous..." Oui, c'est elle, Cassiopée  : la "déesse" du ciel...
 
    Elle est assise, sur ce point, tous les atlas célestes sont d'accord. Quant à savoir comment sur ce trône à rallonge, c'est une autre histoire ! car les avis divergent. Les étoiles du W représentent plutôt le corps de la reine, aux lignes harmonieuses, allongée dans sa chaise longue... un peu libre la description... Eh ! si les dessins étaient plus cohérents ! On dit que Bêta figure le dossier, Gamma le siège... Je veux bien..

    L'attrait que suscite cette constellation s'est décuplé lorsqu'en 1572 un astre inconnu a jailli tout près de l'étoile Kappa. Il surpassait en éclat toutes les étoiles du ciel. Un feu imprévu, si puissant qu'il restait visible en plein jour... Qu'arrivait-il à Dame-Majesté ? Dans son observatoire d'Uraniborg, Tycho Brahé s'affaira. Etait-ce une comète ? Dans ce cas, il verrait son déplacement. Une étoile nouvelle ? Pouvait-on, à son époque, imaginer semblable aventure. Car "Les cieux sont immuables !" dixit Aristote. Honni qui mal y pense ! Comment la "sphère des fixes" viendrait-elle à bouger ? Et pour quelle raison ? Alors... d’où sortait cet astre ? L'Europe toute entière fut troublée. Il est vrai que Pline l'Ancien - ce trouble-fête - avait rapporté dans son "Histoire Naturelle", une curieuse observation d'Hipparque. Celui-ci disait avoir vu l'apparition d'une étoile, et de donner la date : en 134 avant Jésus-Christ, dans le Scorpion. Oui mais, était-ce vraiment une étoile ?... Aucune mesure n'avait jamais été faite. Fort de son tout nouveau quadrant, gradué en minutes, Tycho s'acharna, perdit le sommeil, mais fit la preuve : l'astre de Cassiopée restait bel et bien immobile. Donc ce n’était pas une comète, mais une étoile, oui ! qui pendant cinq mois surpassa tous les astres de première grandeur, atteignit même l'éclat de Vénus (mag -4) ! Puis elle commença à décroître, pour s'éteindre progressivement au regard, dix-sept mois après son apparition.  Quel événement s'était-il produit là-haut, dans ce coin de ciel ?... Il fallut plusieurs siècles pour comprendre  : une gigantesque explosion d’une étoile invisible (à l'oeil nu) avait provoqué ce flash éphémère.

           On découvrit, en scrutant les chroniques, qu'en 1264, et dans la même région du ciel, une "Nova" = une étoile nouvelle, avait surgi impromptue. De même en 945, toujours dans la même constellation. 900, 1200, 1500 (en gros), il n'en fallut pas plus pour exciter l'imagination des astronomes : "c'est un phénomène à répétition, qui doit intéresser la même étoile." Et d'espérer qu'elle resurgisse en 1800, dans les dernières années du siècle. Ils dirigèrent alors leurs puissantes lunettes vers l'endroit noté avec précision par Tycho Brahé... Rien, absolument rien....
          Les longues poses photographiques laissent voir à l'endroit précis une étoile si pâle qu'elle se confond quasi avec le fond obscur du ciel (mag. 19). Les radiotélescopes ont détecté une faible source d'émission dans les longueurs d'onde centimétriques. Que faut-il penser de cet astre appelé depuis lors "B Cassiopeiae" dans les catalogues de variables ? L'explosion du 16ème siècle, spectaculaire, l’aurait-elle endommagé irrémédiablement ? Si l'éclat a gagné la magnitude -4, il a perdu depuis 23 magnitudes (19 + 4).  L'étoile est devenue 1,4 milliard de fois moins lumineuse qu'à son maximum d'éclat. Qu'est-ce à dire, sinon qu'il s'agissait bien d'une "supernova"  : explosion fantastique qui a tout emporté sur son passage, et réduit l'étoile-mère à la portion congrue. Mais alors pourquoi ne voit-on aucune enveloppe gazeuse dans son voisinage, aucune nébulosité ? Serait-elle dissipée tout à fait ? Et en si peu de temps ?... Je ne connais pas sa distance. Pas de pulsar non plus dans le coeur restant...

    Et si "B Cassiopeiae" s'allumait à nouveau ? Il est toujours conseillé de la surveiller assidûment. Personnellement j'en doute... mais on ne sait jamais. Les femmes sont capricieuses, dit-on... ! Voici donc ses coordonnées 2000  : A.D = 0 h. 25,3 m.  Déc. = 64° 09'. Et croisez les doigts !

    "Cassiopée A"  : Qu'est-ce donc ? La plus puissante radiosource que l'on connaisse en ondes métriques - autre que le soleil bien sûr - découverte en 1946. Oui, une médaille d'or ! Il n'en fallut pas plus pour intriguer tout le monde. Quel astre pouvait émettre cette énergie phénoménale, répartie d'ailleurs sur une vaste surface ? On découvrit bientôt les restes d'une supernova, et l'on vit que la radiosource était associée à l'enveloppe en expansion : gaz chassés  à des vitesses prodigieuses, et présentant un spectre en émission. Pas de doute : l'explosion fut spectaculaire. Qui l'a vue ? Personne... Connaissant la distance de la nébuleuse (10 000  a-l) on calcula que sa lumière nous était arrivée vers les années 1660. Las ! elle a pris naissance dans une région gorgée de poussières, ce qui explique sans doute qu'aucun observateur ne l'ait observée. Quel dommage ! On pense aujourd'hui qu'il devait s'agir d'une étoile de Wolf-Rayet (nous reviendrons plus loin sur cette catégorie d’étoiles).

               
    b    Bêta  Cassiopeiae  :   Caph

    a  : 0 h 09 m 10 s     d  : 59° 08'     Sp  : F2  IV        T  : 7100 K    (BC  : -0,07)
    m = 2,28    M = 1,17       L = 29    p = 59,89    Dist  : 54  a-l    variable et double


    "Caph" = "La main colorée", qui repose sur le dossier du trône, la main de la Reine... Elle s'agite, semble-t-il, regardez... son l'éclat varie. Toutes les 2h 30, l'étoile passe de la magnitude 2,25 à 2,31. Variation de type "Delta Scuti" : nous avons rencontré ce type de variables (voir Gamma de la Petite Ourse, étoiles blanches ou bleues, appelées aussi "Céphéides naines", qui subissent comme toutes les Céphéides une pulsation de leur surface. Ce faible écart de magnitude reste toutefois difficile à détecter sans photomètre : appareil précieux, fait pour mesurer l'éclat d'une source lumineuse : sa quantité de lumière.

    Alors blanche cette main ? A vrai dire, les étoiles blanches émettent leur maximum d'énergie dans la couleur verte. Mais comme le vert est au milieu du spectre, il s'en suit - par effet de symétrie - une recomposition en lumière blanche. Donc 29 soleils immaculés s'échappent de cette paume royale, gagnent les espaces, telle une colombe lâchée au-dessus des abîmes, qui prendrait son envol à 54  a-l de nos rivages. 3,5 diamètres solaires dans sa dimension,  2,5 dans sa masse.
    A 30" de ses rayons se tient un compagnon très faible : magnitude 13,6


    a    Alpha  Cassiopeiae  :  Schedar

    a  :  0 h 40 m 30 s     d  : 56° 32'     Sp  : K0  II        T  : 4900 K    (BC  : -0,8)
    m = 2,24    M = -1,99    L = 530    p = 14,27    Dist  : 230  a-l  variable et triple

   
    "Schedar" = "la poitrine" de sa gracieuse Majesté, pudiquement couverte d'un voile orangé... visible depuis le fond des abîmes :  230  a-l ! Qui ne la verrait ? 45 : le nombre qui exprime son diamètre, 530 celui de son éclat, que certains disent avoir vu varier, de 2,20 à 2,27, ô très peu... variation non confirmée à ce jour. 7 masses solaires : de quoi allaiter des petits princes en pagaille !
   
    Trois fins diamants encadrent cette "mamelle". Vous trouverez le plus lumineux à 64" (magnitude = 8,9)  Il ne semble pas lié à la principale car son mouvement propre est tout autre. Les 2 autres très faibles (13,7 et 12,7) se tiennent respectivement à 19"8 et 38"3  ; ce sont 2 naines rouges, très petites et légères.


       Eta  Cassiopeiae  : Achird

    a  : 0 h 49 m 05 s     d  : 57° 48'     Sp  : G0  V    T  : 5900 K    (BC  : -0,03)
    m = 3,46    M = 4,59      L = 1,24    p = 167,99    Dist  : 19  a-l        Triple

   
    "Achird", la jumelle du soleil ! Enfin une étoile semblable à la nôtre ! Même couleur, même éclat à quelques dixièmes près  : 1,24 soleil  ; rayon  : 1,19 r.s., masse  : 1,09 m.s. J'ignore la signification de son nom. Si bien que pour être comptée parmi les étoiles brillantes, elle doit habiter tout près. En effet, elle a établi sa demeure à 19  a-l. Je vous dois cet aveu : elles se comptent sur les doigts d’une seule main, dans cet ouvrage, les étoiles qui ressemblent au Soleil. Toutes les autres, plus grandes ou plus chaudes, habitent des terres déjà lointaines... des cieux plutôt ! Pensez : si nous transportions le Soleil à 10 parsecs, soit 32,6  a-l - la distance standard des magnitudes absolues - il serait à peine visible à l'oeil nu : magnitude 4,82. Pas des plus originales... Alors que sa magnitude apparente est de -26,9 ! - Cependant direz-vous, on les ramasse à la pelle les étoiles de la série principale, comme le Soleil ? - Bien sûr ! - Alors pourquoi si peu d’élues ? - Pas assez lumineuses, pas assez, pour percer la profondeur des espaces... si bien que, en définitive, seules les étoiles puissantes ornent nos nuits étoilées. - Mais ne sont-elles pas très rares ? - Oui ! mais visibles de très loin  ; toute la différence est là...

    Revenons à Eta Cassiopée. Elle a fait son nid sur l'une des branches du W entre les étoiles Alpha et Gamma ; elle incarne elle aussi la royale poitrine. Regardons-la au télescope.  Mais non ! elle n'a rien du Soleil : c'est une étoile double ! Et oui ! - remarquez que le Soleil pourrait l'être aussi. L'éclat rougeâtre de son compagnon (magnitude = 7,5)  se marie aimablement avec le champ doré de la principale. 12"9 de degré séparent les composantes en l'an 2000 (demi-grand axe de son orbite vraie 12"). Maintenant un petit effort : transportez-vous par la pensée dans ce double système. Voici, vous approchez. Quoi ? L'étoile est triple ? Oui, un troisième corps est blotti contre la principale : une naine rouge, qui tourne très vite, en 9,2 jours, à 15 millions de km, pas plus (environ). Quelle surprise ! alors que le compagnon que nous avions vu se trouve lui à 10 milliards de km de son étoile. Superbe trio, qui se rapproche ou s'éloigne au gré des saisons... Mais resserrons notre étreinte. Que se passe-t-il ? Nous tangons ? Serions-nous soumis à rude partie ? Oui, avec toutes ces attractions conjuguées, une éventuelle planète prendrait vite la tangente... Dangereux !... En 480 ans, l'étoile lointaine boucle son tour. Que diable sommes-nous venus faire dans cette périlleuse galère ? Rentrons chez nous  !


    g    Gamma  Cassiopeiae  :  Cih  ou Almak

    a  : 0 h 56 m 42 s      d  : 60° 43'     Sp  : B0  IVe        T  : 24 000 K   (BC  : -3)
    m = 2,15    M = -4,22       L = 4100    p = 5,32    Dist  : 610  a-l   variable et double

     Gamma Cassiopeiae, "Cih" (?) la pointe intérieure du W , ou "Almak" = "la jambe"- mot dérivé de l'arabe- cachée dans les frous-frous de sa Majesté. cachée, que dis-je ?... Que sont les fines dentelles, les crêpes, le satin, la soie, le velours...  à côté de cette étoile qui l'emporte sur toutes les étoiles du ciel. Oui, je dis bien : qui l'emporte ; ou plutôt, qui l'emportait. Lorsqu'au XIXème siècle, les astronomes l'observèrent, munis de leurs gros spectroscopes, ils pâlirent en voyant se dessiner, sur son arc-en-ciel, des raies brillantes. Jusqu'alors, toutes les raies spectrales observées sur les étoiles étaient sombres, signe d'une absorption de leur lumière par les couches extérieures plus froides. L'étoile aurait-elle perdu son manteau protecteur ? Cassiopée sa robe ? Intrigués - on le serait à moins - deux astronomes de l'observatoire de Paris - alors dirigé par l'intrépide Le Verrier - s'enhardirent à dénicher d'autres étoiles semblables. Dans un premier temps, ils en trouvèrent 3, toutes dans le Cygne, en 1867, elles aussi avec des raies brillantes. Gamma Cassopeiae n'était donc pas unique. On connaît aujourd'hui 200 étoiles de ce genre (environ), qui portent désormais le nom de ces deux hommes : "WOLF - RAYET".

    Cependant Gamma Cassiopeiae n'est plus cataloguée parmi les "Wolf-Rayet" - quoiqu'elle soit à l'origine de cette découverte, Eh ! il faut parfois céder la place. Ne sont classées sous cette étiquette que les étoiles très chaudes, atteignant 50 000 K de température de surface et plus. Gamma Cassiopeiae affiche 24 000 K ; ses raies en émission sont celles de l'hydrogène ionisé (qui a perdu son unique électron), alors que ce sont les raies du carbone de l'azote, de l'hélium... de l'hydrogène aussi, qui s'ionisent pour les "Wolf-Rayet" authentiques. Mais consolons-nous  : Gamma Cassiopée est désormais le chef de file d’une nouvelle famille de variables : les "Gamma Cassiopeiae" - vous l'aviez deviné ! - qui regroupent les étoiles bleues (famille B) à raies spectrales brillantes (en émission  : e) : Etoiles Be.
    Alors que se passe-t-il dans cette étoile ? Voyez tout d'abord comme elle est capricieuse : tantôt pimpante, grimpant à la magnitude 1,6 , tantôt pâlotte chutant à la magnitude 3, sans qu'il soit possible de détecter un rythme ! Oui, et c'est bien là le drame ! Elle reste totalement fantaisiste, irrégulière à souhait. Auprès d'elle, quelle chaleur : 24 000 K ! nous l'avons dit. Quelle énergie : 4100 soleils jaillissent de son manteau bleu (1900 au minimum, 6800 au maximum). Son rayon couvre 14 soleils,  sa masse : 22 soleils. Une grosse boule !
 
    Peut-on comprendre ce qui se passe dans cet "univers" stellaire ? Incroyable mais vrai : l'étoile tourne trop vite sur elle-même, alors le manège s'emballe. Sous l'effet de cette rotation folle, elle éjecte une partie de son enveloppe gazeuse  : force centrifuge oblige. Une gerbe d'étincelles s'en va tourbillonner dans l'espace. C'est alors que l'hydrogène ainsi libéré s'ionise, irradié par un vent stellaire intense chargé d'ultraviolets, d'où l'apparition des raies brillantes dans le spectre de cette nébulosité. Voilà, tout s'expliquait ainsi... jusqu'à ce que l’on doute, récemment, de sa capacité à éjecter ainsi de la matière. Certes, elle tourne très vite, mais elle émet aussi d’étranges "coups de gong"  : sorte de pulsations internes (non-radiales). Alors, ici ou là, en quelque point de sa surface, l'hydrogène est libéré sous l'onde de choc, puis ionisé, comme expliqué ci-dessus  ; ce qui explique très bien la fantaisie de sa courbe de lumière.
Beau comme tout !

    Qu'en est-il alors des Wolf-Rayet authentiques ?  Il en va tout autrement ! Ce sont des étoiles trop puissantes. Oui, çà arrive ! Leur coeur ardent souffle littéralement dans l'espace les couches successives de l'étoile. Oh, pas en un seul jour bien sûr. La chose commence à se produire lorsque l'étoile très massive (30, 60, voire 80 masses solaires !), entame la fusion de l'hélium. Là, catastrophe ! La réaction, brutale, intempestive, inverse subitement les forces en présence. Jusqu'alors, la gravité maintenait la cohésion de l'ensemble, mais dès lors, la puissance de radiation l'emporte sur la masse, chassant tout sur son passage. Peu à peu l'étoile se déshabille, et jusqu'à laisser  voir son coeur. Se forme alors une énorme "bulle" ou "coquille" de gaz, très lumineux, qui s'épanchent dans l'espace, très chauds, ionisés, projetés à grande vitesse (3000 km/s). Le coeur laisse voir ses atomes, ionisés bien sûr : carbone, azote, oxygène, hélium... Un vrai spectacle ! Cas de "Cassopiée A", souvenez-vous... Evidemment dans un tel scénario, l'étoile fond à vu d'oeil : elle peut perdre les 9/10 de sa masse dans l'opération. On estime que cette phase là, - celle de l'hélium - doit durer 500 000 ans, pas davantage. Déjà la phase de l'hydrogène, la première, avait été rapide, de l'ordre de 6 à 7 millions d'années - alors qu'elle dure 10 milliards d'années pour des étoiles semblables à la nôtre. La masse : voici la cause énergétique de toute réaction nucléaire  ;  elle commande tout, fait "la pluie ou le beau temps" dans le monde des astres. Incontournable !

    Se cachent à côté de Gamma une petite étoile blanche, très difficile à discerner à cause de sa proximité : 2"1 , et de son faible éclat : m = 11,2. On peut estimer sa période à 3200 ans environ.
    Les meilleurs yeux verront à 52" une étoile de mag. 13,2.


    d    Delta  Cassiopeiae  : Ruchbah

    a  : 1 h 25 m 48 s      d  : 60° 14'     Sp  : A5  V        T  : 8600 K    (BC  : -0,3)
    m = 2,66   M = 0,24       L = 68       p = 32,81    Dist  : 99  a-l        Algolide (?)

    "Ruchbah" = le "genou" de la reine. Le ou les genoux ? That is the question... On suspecte son altesse de montrer tantôt l'un, tantôt l'autre, ou bien les deux, selon sa fantaisie. Ruchbah serait-elle une étoile double ? Là est la question. On hésite à ce jour. Son éclat varie de la magnitude 2,76 à 2,68 en 2 ans (759 jours). Y aurait-il éclipse partielle des composantes, si composantes il y a ? Faut-il chercher une autre cause ? Astronomes, à vos méninges !...  Quant à nous, prenons patience. Ruchbah habite à 99  a-l.


    e    Epsilon  Cassiopeiae  : Segin

    a  : 1 h 54 m 23 s      d  : 63° 40'     Sp  : B3  III    T  : 19 000 K    (BC  : -1,6)
    m = 3,35    M = -2,31      L = 710    p = 7,38    Dist  : 440  a-l          simple

   
"Segin"  : le pied de la Reine, sur lequel repose un saphir éclatant. Comment, éviter la jalousie des Néréides  parée de tels atours ? 710 soleils sortent tout frais de ce cristal céleste, aux multiples facettes. Ne le regardez pas  : il vous éblouirait, du moins pas de trop près. Il se trouve à 440  a-l  : alors pas de problème. Son rayon couvre 5 rayons solaires, sa masse vaut 9 masses solaires. Un bijou de reine !