C é p h é e (Cep)
C e p h e u s (i) (588 degrés carrés)
Céphée, Cassiopée,
Andromède, Persée, Pégase, les Poissons, la
Baleine : 7 constellations inséparables, comme les 7
étoiles de la Grande Ourse, liées par un lien
indéfectible depuis les origines même de leur
"création", création occidentale, rappelons-le. Elles
racontent dans le ciel d'automne l'histoire d'un roi, d'une reine,
d'une princesse et d'un prince : tout ce qu'il faut pour plaire...
Vous
dévoilerai-je en quelques mots l'aventure ? Vous pourriez la
deviner vous-même en regardant le ciel. Cassiopée, la plus
remarquable, avec son W caractéristique, brille aux
côtés de Céphée son époux, peu
lumineux, discret, beaucoup plus grand, plus fort. Ses pieds reposent
sur la partie convexe de la queue de la Petite Ourse (étoiles
Gamma et Kappa Cephei). Son corps s'élève jusqu'aux
étoiles Iota et Bêta. Le bras couvert de la cape d'hermine
et l'épaule, apparaissent aux étoiles Alpha et Mu. La
couronne enfin - joli triangle isocèle - rejoint les rivages
enchanteurs de la Voie Lactée. Ce grand roi, qui prétend
aujourd'hui gouverner depuis ces hauteurs insondables, fut d'abord et
avant tout roi d'Ethiopie. Négus avant la lettre... La fille de
ce couple royal : Andromède, au sud de sa
mère ; regardez-la grimper sur le cheval de Persée
: Pégase, identifiable à son carré
d'étoiles. Quant au cavalier, Persée, il ne quitte pas
des yeux l'élue, l’objet de ses rêves : la
belle princesse. Curieuse histoire... Que raconte-t-elle ? Et encore ce
Poisson, très gros, qui frétille sur le ventre de la
jeune vierge... plus bas, une Baleine qui montre son énorme
queue.... Un drame se noue aux parvis des étoiles. Essayons de
dévider l'écheveau de cette étonnante aventure.
Tout a
commencé sur la Terre avant d'être transporté dans
le ciel. Cassiopée, belle plus que les nymphes de la mer, du
moins le disait-elle, fut la cause directe de cette douloureuse
histoire. A force de succomber à ses propres charmes, de
s'enorgueillir à souhait, elle excita la jalousie des
Néréïdes, ces nymphes de la mer : "Neptune,
venge-nous ! lave cet affront !" Le dieu les entendit, lui dont
l’oreille scrute tout. Le maître des abîmes
décida sur le champ d'envoyer un monstre - la fameuse Baleine -
sur les rivages de l'Ethiopie. "Inonde, détruis, dévore",
ordonna-t-il. Et le fléau s'abattit, terrible, inexorable, la
mer démontée, les rivages souillés, marins
terrorisés... Que faire, mon Dieu, que faire ? - Le tuer. Mais
comment ? - L'éloigner. Par quel artifice ? - Le dompter. "Le
dompter, oui, dit le roi... assouvir son caprice, et ainsi conjurer le
sort... Amenez-moi une vierge pure." Une vierge pure ? Voudrait-il
l'offrir en pâture ? "Oui ! un sacrifice humain, voilà qui
apaisera sa fureur... amenez, vous dis-je !" Qui ? Une bergère
au gai troupeau ? Une joyeuse fille de la cité ? "Sire, si tu
veux réussir à coup sûr, offre ta propre fille." -
Sa propre fille ? - "Soit ! qu'Andromède paraisse." Ainsi fut
fait. Et de l'attacher sur un rocher au ras des flots.
"Persée, va trancher la tête de la Méduse", ordonne
Polydectès. "Soit ! sur ton ordre, je trancherai la tête
venimeuse, moi, fils de Zeus". Et le voici parti. "Je réussirai
à condition de la trancher sans la dévisager" - car elle
pétrifie quiconque la regarde - "et prenons garde aux serpents
qui rampent dans sa chevelure !..." Méduse est l'une des trois
gorgones : monstres hideux qui hantent depuis toujours les
îles du Levant (Cap-Vert, Canaries...). La plus terrifiante,
c'est elle : Méduse. Persée, vaillant homme,
demi-dieu, va réussir l'exploit, contre toute espérance.
Du sang qui gicla, naquit Pégase (ah, ces légendes !),
son coursier ailé, dont le galop ne fut jamais surpassé.
Le prince enfourcha cette monture rutilante, et revint auprès de
Polydectès, son beau-père, tenant à bout de bras
son trophée.
Chemin
faisant, il entendit des cris monter de l'abîme,
répétés par l'écho des rochers. Il regarda,
et vit la frêle princesse, ligotée sur une pierre.
"Qu'ont-ils fait de cette beauté ? Et pour quel crime ? Non,
cela ne sera pas !". Un poisson émacié attaquait
déjà ses flancs tendres. Au loin la Baleine convoitait
cette proie juteuse. "Méduse, tu seras ma victoire", cria
Persée. Il bondit, et d'un coup de sabre, trancha le poisson. Et
d'un ! Puis, il exhiba la tête hideuse de Méduse au nez de
la baleine. Heureuse fortune ! Surprise, elle stoppa net,
dévisagea l'intruse... Erreur fatale ! En moins d'une seconde,
c’en fut fait : pétrifié le monstre !
Victoire !... Alors Persée s'approcha d'Andromède, au
trot de son coursier. Les larmes mouillaient ses joues ; de ses
poignets et ses chevilles coulaient un sang brûlant. Doucement,
il délia les liens, oignit les plaies meurtries, lava le visage
d'ange... Il hissa l’inconnue sur son cheval Pégase, et
s'enfuit avec elle. Il l'épousa, bien sûr, "malgré
le teint bis de sa peau" : car elle était
éthiopienne...
Ainsi s'achève l'histoire inoubliable. La preuve : elle occupe 19% du ciel à nos latitudes !
Voici
donc Céphée, portant d'une main sa cape d'hermine, de
l'autre son sceptre. Quand on examine les cartes anciennes - l'atlas de
Bode par exemple - très bien gravé, où sont
dessinés tous les personnages célestes, le sceptre de
Céphée apparaît en bonne place. Las ! Nos cartes
modernes ont coupé sans vergogne et la main et l'objet qu'elle
porte, ceci depuis 1930, date où furent fixées
définitivement les limites des constellations, selon des
méridiens et des parallèles. Adieu sceptre,
royauté, royaume ! Brutus triomphe...
Avant
d'aborder la série des 5 étoiles retenues, laissez-moi
vous conter l'histoire de deux autres étoiles, logées
l'un sur l'épaule, l'autre dans la couronne : Mu Cephei et Delta
Cephei qui, il est vrai, à leur maximum d'éclat,
entreraient dans notre catalogue. Mu, la "chérie" de
William Herschel, qu'il appelait « Garnet Sidus » :
"l'étoile grenat". Il la découvrit en 1782. Regardez ses
fortes rougeurs aux jumelles, la plus rouge, dit-on, que l'on puisse
voir à l'oeil nu.
Quelle
débauche d'éclat ! Mu Cephei ne connaît aucun
repos, grimpant tantôt jusqu'à la magnitude 3,43,
tantôt chutant à 5,1 (moyenne 4,23). Sur 730 jours, soit 2
ans, elle orne de festons sa courbe de lumière (variable
semi-régulière), présentant 5 cycles secondaires
qui sont d'ailleurs les fractions du cycle principal (1/2, 1/4, 1/6,
1/8, 1/10). Tout à fait surprenant. Que cache-t-elle aux humains
que nous sommes ? On sait aujourd'hui que cette longue période
de 2 ans correspond à la rotation de l'étoile sur
elle-même. Pas pressée Mu Cephei... 2 ans pour se
contourner elle-même ! Quant au reste, on ne comprend pas encore
très bien ce qui se passe. Sa surface n’est
guère chaude : 3350 K, son spectre (M2 Ib)
révèle une grandeur peu commune : supergéante aux
dimensions colossales. 44 000 soleils s'échappent de sa robe
pourprée (M = -6,8), en lumière visible, j'entends. Que
dirai-je de son rayonnement infrarouge ! Il équivaut à
380 000 soleils ! Si maintenant je calcule son rayon, je tombe des nues
– c’est le cas de le dire ! - face à un tel
gigantisme. Oui, de toutes les étoiles que je connaisse, c'est
assurément la plus grosse : 1800 rayons solaires, y songez-vous
?... Mise à la place du Soleil, elle atteindrait l'orbite de
Saturne (1,3 milliards de km) ! (1) Rien d'étonnant
à ce que sa rotation soit si lente, en surface tout du moins.
Voyons maintenant sa masse : 36 masses solaires, une bombe en puissance
qui peut exploser quand elle voudra... Amusons-nous un peu à
calculer sa densité : 0,000 000 005 gramme par
centimètre cube. (5 x 10-9). Mais alors, il n'y a rien dans
cette étoile ? Si ! des atomes, mais si peu par unité de
volume, des molécules aussi dans les couches les plus
extérieures (oxydes). Et quoique ce "voile" soit si fin, si
léger, l'agitation incessante des particules, l'ionisation des
couches internes, font que nous n’arrivons pas à percer sa
transparence. Oui, ce milieu, 5 millions de fois moins dense que l'air
que nous respirons, reste opaque. Etrange... sinon dans les couches
superficielles.
On
connaît aujourd'hui une quarantaine d'étoiles qui
présentent les mêmes signes caractériels :
étoiles très lumineuses, car très grosses,
variables semi-régulières (Src). Exemple :
Bételgeuse, Antarès... Plus d'une dizaine - un
quart - sont dans l'amas double de Persée (h et Khi). Mu Cephei
est devenue tout naturellement le chef de file de cette star-party.
Evoluera-t-elle comme la grenouille de la Fontaine ?... Sa distance est
donnée à 5300 a-l par Hipparcos (p = 0"000 62 !). Deux
étoiles l'approchent, de magnitude 12,3 et 12,7 à
19"5 et 41"2. Proximité toute relative...
Passons à la couronne, et à la pointe fine de
l'isocèle : Delta Cephei. Sa Majesté a
élaboré un système particulier de gyrophare : tous
les 5,36 jours, cette perle change d'éclat, passant de la
magnitude 3,48 à 4,37 (moyenne 4,07). L'étoile fut
dès lors choisie - en hommage au grand roi - comme chef de file
des "Céphéides de type Delta" : variables qui
toutes copient la même courbe de lumière. Nous sommes en
présence d'étoiles jeunes, riches en
éléments métalliques, d'une période
toujours supérieure à un jour - pouvant grimper
jusqu'à 100 jours et plus - et d'une amplitude couvrant 5
magnitudes, parfois plus, étoiles puissantes, valant 100
à 10 000, voire 100 000 soleils. Plus leur période est
longue, plus la luminosité est élevée. Logique
direz-vous. Eh ! ce n'est pas vrai pour toutes les variables ! Cette
loi des plus simples permit à Miss Henrietta Leavitt d'entrer
dans l'histoire. Voici comment : elle s'attaqua d'arrache-pied aux
Céphéides qu'elle dénicha dans le petit nuage de
Magellan. 25 au total sélectionnées. Avantage de ce choix
: toutes se trouvent sensiblement à la même distance
(celle du Nuage de Magellan) - encore inconnue à l'époque
(1912) - Elle put ainsi établir un graphique significatif entre
les périodes de pulsation et les magnitudes apparentes. Ce
faisant, elle découvrit la fameuse relation
"période-luminosité" si chère aux astronomes.
Elle, une femme !
Pour
que cette relation soit exploitable, il fallait encore trouver la
luminosité réelle de ces Céphéides, compte
tenu de leur distance, ce qu’aurait aimé faire Miss
leavitt. Mais un autre astronome entra en scène,
l'américain Harlow Shapley. Grâce au mouvement propre de
11 Céphéides situées dans notre propre galaxie, il
put apprécier leurs distances, et en déduire la
luminosité intrinsèque de ces étoiles variables,
grâce au "module de distance" qui lie la magnitude apparente
à la magnitude absolue . Cette fois, tout est réuni
: et la relation période-luminosité, et son
étalonnage en valeur absolue. (2) Dès lors on applique la
formule magique : une céphéide pulse dans un coin de
notre Galaxie ou dans une galaxie proche, aussitôt sa distance
est connue. Dès lors, on put sonder les profondeurs de l'espace,
jusqu'à connaître les dimensions de notre Galaxie, et
l'Univers local, grâce à ces merveilleuses chandelles
cosmiques : les Céphéides.
Les
premiers calculs toutefois donnèrent des distances qu'il fallut
doubler dans les années 1950, grâce à
l'intervention d'un troisième personnage : l'allemand Baade. Il
remarqua que les Céphéides de Shapley n'étaient
pas d’authentiques Céphéides, composées
qu'elles étaient d'hydrogène, et uniquement
d'hydrogène - il les avait trouvées dans nos amas
globulaires. Les vraies Céphéides au contraire - celles
de Miss Leavitt - sont enrichies en éléments
métalliques, donc beaucoup plus puissantes : quatre fois plus !
Si donc leur luminosité quadruple, leur distance double, car la
luminosité décroît avec le carré de la
distance. Les Céphéides de Shapley prirent plus tard le
nom d'une autre catégorie de variables : les "W Virginis". Ainsi
la Galaxie d'Andromède, qu'on avait d’abord placée
à 1 million d'a-l, se vit transportée à 2 millions
d'a-l. Distance vertigineuse ! L'Univers doublait dans ses dimensions
linéaires.
Tout
récemment le satellite Hipparcos a trouvé la distance de
quelques Céphéides par la mesure de leur parallaxe
trigonométrique, ce qui n'avait jamais été fait
jusqu'ici. Ces distances, un peu plus grandes que prévu (10
à 20%), donnent aux Céphéides un éclat
intrinsèque plus conséquent encore, et par suite
élargissent encore notre monde...
Examinons donc l'étoile type : "Delta Cephei". Elle nous
défie depuis sa lointaine contrée : 980 a-l (valeur
Hipparcos). Déjà, les anciens avaient capté son
signal. Période : 5,36 jours, nous l'avons dit.
Différence de magnitude : 0,9 entre le minimum et le maximum. -
Rappelons qu'une étoile qui perd - ou gagne - une
magnitude, voit son éclat diminuer - ou grandir - d'un facteur
2,5. - La magnitude absolue moyenne de cette étoile
s'élève à -3,3 ce qui lui donne un
éclat blanc-neige de 1800 soleils (F8 Ib) - 1400 au minimum,
3100 au maximum. Son rayon moyen couvre 40 rayons solaires : 28
millions de km. Entre le minimum et le maximum, il varie de 2,5
millions de km. Chute et rebondissement considérable !
Rendez-vous compte : les gaz chauds de l'étoile doivent alors
atteindre la vitesse de 38 000 km/h (en moyenne). En fait ils vont plus
vite à la montée, moins vite à la descente. Les
masses mises en jeu sont énormes : Delta Cephei vaut 8 masses
solaires !
Il
faut voir Delta Cephei dans un télescope. Blanche ou jaune
suivant son état, elle se marie aimablement avec sa voisine
bleue qui est aussi sa partenaire. On ne les a pas vues tourner encore,
mais la danse est en préparation... Les deux exécutants
se tiennent à 41" de distance ; la magnitude du compagnon est de
7,5.
A
20"5 un trouble fête vient jeter un oeil indiscret sur ce
joyeux duo. De magnitude 13, il est trop pâle pour qu'un petit
télescope s'aperçoive de sa présence.
g Gamma Cephei : Erraï
a : 23 h 39 m 20s
d : 77° 37' 57" Sp : KI
IV T : 4750 K (BC :
-0,4)
m =
3,21 M = 2,51 L =
8,4 p = 72,50 Dist : 45
a-l simple
"Erraï " = le "pâtre". Le voici celui qui, dans 2000 ans,
gouvernera le troupeau des étoiles, depuis le pôle nord
céleste ! Pas au pôle exact toutefois. Grâce au jeu
de la précession, Gamma Cephei passera à 1° (environ)
de ce point stratégique qui règle notre ronde
quotidienne. Moins brillante que notre "Polaris" actuelle, mais
cependant la plus lumineuse du secteur, elle fera le bonheur des
navigateurs et aux astronomes de l'époque.
Examinons-la de près. A quoi ressemble-t-elle ? A un gros ballon
de couleur orange envolé dans l'espace depuis longtemps, et qui
se promène à 45 a-l. Pas très loin. Il
résiste parfaitement au vide intersidéral : il a
été conçu pour ça. Son
diamètre : 5 diamètres solaires. Son
éclat : 8,4 soleils, pour 2 masses solaires. Etoile
animée d'un mouvement propre appréciable, en raison de sa
proximité : 0"34 par an, soit 1 minute de degré
tous les 3 ans. Joli ! Marins et astronomes, à ne pas
négliger ! Etoile simple, alors que notre Polaris actuelle est
triple, mais 10 fois plus lointaine ! Irons-nous la visiter avec nos
fusées du futur ? Je rêve...
b Bêta Cephei : Alfirk
a : 21 h 28 m 39 s d : 70° 33' 39"
Sp : B2 III T : 21 000
K (BC : -2,2)
m =
3,23 M = -3,08 L =
1400 p = 5,48 Dist : 600
a-l
variable, double et spectroscopique.
"Alfirk", la perle accrochée à la ceinture de
Céphée. Son nom signifie "section" : qui
sépare le tronc des membres inférieurs. Pourquoi pas ?...
Perle scintillante, qui envoie à intervalles réguliers
des flash de lumière. L'étoile est variable, passant de
la magnitude 3,16 à 3,27 toutes les 4 h 33 m. Un
dixième de magnitude, c'est peu ; toutes les 4 h, c'est rapide !
Elle a pris la tête d'une catégorie de variables que l'on
appelle les "Céphéides Bêta", du nom même de
l'étoile. Attention ! à ne pas confondre avec les
"Céphéides Delta", vues plus haut. Que se passe-t-il dans
ces étoiles ? Beaucoup de choses... Elles vivent depuis
longtemps, très longtemps, et le plus clair de leur temps
à consommer leur hydrogène. Les 3/4 de leur vie
appartiennent au passé. Voici qu'elles arrivent au stade crucial
de leur existence, celui où elles devront soit changer de
carburant, soit s'éteindre à petit feu.. Difficile,
difficile...Eh ! L'hydrogène n'est pas inépuisable.
Quand, dans le coeur de l'étoile, il s'est transformé en
hélium, qu'il n'est plus suffisant pour entretenir cette
réaction atomique, l'étoile "grogne", elle émet ce
petit signal caractéristique, particulier aux étoiles
chaudes et massives. Celle-ci par exemple a une
température de surface de 21 000 K ; sa masse atteint 13 masses
solaires. Un mastodonte ! Sa luminosité
s'élève à 1400 soleils, et son rayon couvre 7,7
rayons solaires. Etoile bleue magnifique. La période des
"Céphéides Bêta" est toujours très courte :
inférieure à 12 h. La différence de magnitude ne
dépasse jamais une demi-magnitude.
Mais
que vois-je dans son spectre complexe ? Un compagnon, oui,
complètement noyé dans la lumière de la
géante. Ca alors ! Il tourne si près de sa compagne
que sa période de révolution n'est que de 10,89 jours.
Rigoureusement invisible. Secret du Roi...
Jetons
maintenant l'oeil au télescope. Une étoile de magnitude
7,9 s'approche d'Alfirk à 13"3. S'agit-il d'un courtisan, d'un
conseiller dont la cour foisonne... ? Comme l'étoile
principale se trouve à 600 a-l, l'écartement réel
des deux astres doit être considérable : l'orbite de ce
compagnon n'est pas connue.
a Alpha Cephei : Aldéramin
a : 21 h 18 m 34
s d : 62° 35'
08" Sp : A7 IV-V
T : 8000 K (BC : -0,18)
m =
2,45 M = 1,58 L =
20 p = 66,84 Dist : 49 a-l
3 compagnons
"Aldéramin" = "Le bras droit" de
Céphée, orné de la pourpre royale. Non ! de la
cape d'hermine, qu'il soutient de sa main : l'étoile est
blanche, frangée de bleu. 20 soleils enrichissent son
éclat, habillent ce roi de la terre et du ciel. Quelle chance !
Récompense éternelle ! Alors qu'il a sacrifié
Andromède !... Inadmissible !... 2,4 rayons solaires
s'étirent sur le rayon de cette étoile, pour 2,4 masses
solaires. Vous la trouverez à 49 a-l.
A 206
" une étoile triple occupe le champ d'Aldéramin. Lui
est-elle associée ? La plus brillante des trois atteint la
magnitude 10,2. Décor de rêve.
Eta Cephei
a : 20 h 45m 17s d :
61° 50' 20" Sp : K0
IV T : 4900 K (BC :
-0,28)
m =
3,41 M = 2,63 L =
7,5 p = 69,73 D = 47
a-l double
Mais
qu'y a-t-il dans le pli de ce coude droit ? Une étoile ? Oui,
comme Céphée en porte sur ses épaules, ses
souliers, à sa ceinture, etc... Son corps tout entier a
revêtu la gloire (7,5 soleils) ; il est glorifié le
roi d'Ethiopie ! quelle chance !... De couleur jaune, il réjouit
les yeux, avec ses 4,2 rayons solaires pour 1,8 masse solaire.. Sa
demeure : à 47 a-l. Pas loin.
Vous pouvez discerner au télescope à 51"7 une petite étoile de magnitude 11,1.
z Dzêta Cephei
a : 22 h 10 m 51 s d : 58° 12'
05" Sp : KI Ib
T : 4750 K (BC : -0,8)
m =
3,39 M = -3,35 L =
1900 p = 4,49 D = 730
a-l simple
Voici
le plus brillant diamant de la couronne royale, couronne
isocèle, rappelons-le. Bijou merveilleux, étincelant
comme l'or. 1900 soleils jaillissent de ce cristal. 62 millions de km
sur son rayon (89 rs), 9,8 masses solaires en son sein. Perle superbe,
qui fait très envie !... mais elle est à 730 a-l.
* * * * * * * * *