Observation : Etoile variable : BL Cam (photométrie)

En ces temps difficiles et de confinement, une pensée aux personnes qui souffrent de ce virus et au personnel médical admirable !

Pour garder de l’optimisme, levons les yeux au ciel.  

L'étoile variable BL Cam de la constellation de la Girafe (Camelopardalis) est une étoile variable qui varie avec une période très courte, de moins d'1 heure, exactement 56.3005 minutes. C'est un phénomène vraiment rapide !

Rayon de l'étoile ? Masse ? Distance ?

Etoile assez faible de magnitude proche de 13.

On peut se poser la question, pourquoi cette étoile varie, et pourquoi cette durée de 56.3005 minutes ?

Pas grand chose sur wikipedia pour cet étoile....... On va aller fouiller le type de variable, il est indiqué que c'est une étoile de type SW Phe, c'est à dire de type SX Pheonicis. 

* Une étoile variable de type SX Phoenicis est un type d'étoile variable. Ces étoiles présentent une courte période de pulsation qui varie sur des échelles de temps de 0,03–0,08 jours (0,7–1,9 heures). Elles ont des types spectraux dans la gamme A2-F5 et leur magnitude varie jusqu'à 0,7. Par rapport au Soleil ces étoiles ont une métallicité plus faible, ce qui signifie qu'elles ont une abondance réduite en éléments autres que l'hydrogène et l'hélium. Elles ont aussi des vitesses spatiales relativement élevées et de faibles luminosités pour des étoiles de leur type spectral. Ces propriétés distinguent les variables SX Phoenicis de leurs cousines, les variables de type Delta Scuti. Ces dernières ont des périodes plus longues, une métallicité plus forte et de plus fortes amplitudes de variation.

Les variables SX Phoenicis sont trouvées principalement dans les amas globulaires et les halos galactiques. Le cycle de variabilité présente une relation périodicité-luminosité. Toutes les variables SX Phoenicis connues situées dans des amas globulaires sont des étoiles blue straggler. Ce sont des étoiles qui apparaissent plus bleues (ayant une température plus élevée) que les étoiles de la séquence principale du même amas qui ont des luminosités similaires.

Pour l'étoile BL Cam, la période est courte de 56.3005 minutes et la baisse de magnitude attendue est de l'ordre de 13.25 à 12.92. Ce qui donne une baisse de luminosité de 0.33 magnitudes.

Qu'est ce que l'on peut faire comme observation dessus ?

On peut essayer de montrer le cycle de baisse de luminosité de l'étoile. La méthode est la même que pour faire des transits d'exoplanètes, on utilise la photométrie d'ouverture, c'est à dire qu'un logiciel va analyser la lumière et l'intensité reçu sur les pixels du capteur qui forment cette étoile (si tout est bien fait dans les règles de l'art !).

Pour l'observation de cette étoile, le fidèle télescope Celestron 8" a été utilisé, avec une caméra CCD Atik314L+ a faible bruit. Le tout monté avec diviseur optique pour bien autoguider à la même focale..

La focale du télescope est de 1260mm et le diamètre 200 soit f/6.3

Les poses ont une durée de 60 secondes permettant d'avoir assez de signal mais pas trop longues pour avoir le maximum de points de mesures. J'en ai prit 136 pour bien couvrir le cycle.

La 1ere image est indiqué a 19h 38m 38s TU, et la dernière à 21h 58m 17s, soit un peu plus de 2h de poses à peu près 2h20, ce qui couvre largement plus de 2 cycles.

Voici le champ obtenue avec la caméra, c'est sur ces images que l'on va travailler pour obtenir les données, 136 images couvrant ce champ ont été prises et on va observer si la luminosité de l'étoile : point blanc dans l'image réparti sur plusieurs pixels va baisser ou pas. Ci dessous l'image ou se trouve l'étoile BL Cam.

Pour se faire on utilise le logiciel MUNIWIN, très simple d'utilisation.

Résultat :

Voici toutes les données obtenues mise dans un graphique.

En abscisse se trouve la donnée temporelle car l'observation a été faite dans temps, donné en jour julien.

En ordonnée se trouvent les magnitudes en valeur relative.

Et voilà le graphe en montagne russe ! Donc ça varie bien !

Avec ce résultat, on peut trouver les durées du cycles ainsi que la baisse de luminosité. Avec ces données je peux vérifier si mon traitement, mes acquisitions, ont été bien faites et collent aux mesures professionnelles.

On va se concentrer sur la variabilité de l'étoile :

La différence de magnitude attendue est de 0.33 magnitudes. Sur mon graphe le maximum et le minimum sont données à :

Min.: 0.64480 mag
Max.: 0.97206 mag

Soit une différence de magnitude de 0.32726 (avec une marge d'érreur) ce qui colle avec les résultats attendues.

Pour le cycle je trouve par calcul un cycle de 57.67 minutes. Comme ce résultat dépend de la longueur des temps de poses, ici les temps de poses sont de l'orde de la minute (60s) ! donc je ne peux pas trouver un résultat précis à la seconde près, voir à la minute près. On va dire que ça colle en attendant qu'une personne qualifiée puisse dépouiller les données.

Il semblerait qu'un effet intéressant, mais j'en sais pas plus... se trouve sur le graphe dans le cercle jaune, vers le minima du cycle, est attendue une petite bosse. A quoi est elle due ???? (c'est ce que j'ai pu lire chez des amateurs). Il faudrait lire les articles scientifiques sur cette étoile en Anglais...

Bon ciel, prenez soin de vous.