Astronomie étoiles - exoplanètes

phmObs Lyon2011-12

2011/01/01 L'arbalestrille 2

Introduction

Le diagramme HR est d’un usage extrêmement répandu en astronomie.

Cela semble facile de le construire.

On prend une feuille de papier millimétré sur laquelle on place les repères d’abscisses et d’ordonnées convenables.

Il ne comporte que deux types de données qui sont les magnitudes absolues et la température de surface d’étoiles.

On peut remplacer la température par l’Indice de couleur (B-V).

Les données sont facilement accessibles dans les catalogues anciennement sur papier, maintenant en fichiers informatiques sous forme de données digitalisées ou numérisées.

1ère étoile, 2ème étoiles, … 20ème étoiles.

Cela commence à devenir fastidieux.

Il faut automatiser et informatiser le tracé….


Le catalogue

Pour ne pas être noyé par le nombre d’objets, on se limite au Bright Star.

A l’ancienne

Informatisée

Il contient 9010 objets.

Mais seulement une partie d’entre les étoiles seront utilisables.


Le catalogue

Le catalogue ne contient pas les magnitude absolues. Elles seront calculée à partir des magnitudes V et des distances obtenues à partir des parallaxes.

Donc, seules les étoiles avec parallaxe seront utilisées.

Ceci réduit le nombre d’objets de notre diagramme.

Le catalogue utilisé est la forme numérisée sous forme Excel.

Le premier travail est l’élagage pour ne garder que les lignes et les colonnes utiles.


Elagage du catalogue

Ouvrir sous Excel, le fichier bs_v5.xls et le sauver sous un nouveau nom.

Le catalogue comprend trois parties.

1 – lignes 1 à 64 : renseignements sur les colonnes2 – lignes 65 à 9110 : les données stellaires3 – lignes 9178 à 18390, divers renseignements complémentaires sur chaque étoile

Effacer les lignes dans cet ordre :1 - 9178 à 183902 – 1 à 64

Effacer, dans cet ordre, les colonnes :

AI à AR, AD à AG, AB, Z, X, V, U, S, R, F à Q, D.

Beaucoup de données ne nous sont pas utiles.

Eliminer les lignes 3 et 4 qui vont gêner pour le tri.


Elagage du catalogue

Deuxième partie : éliminer les étoiles sans parallaxe.

Trier l’ensemble des données A3:J9112 suivant la colonne J

Les parallaxes négatives et nulles n’ont aucun sens à éliminer : lig. 3 à 191.

Les lignes sans parallaxes, en fin de tableau sont à éliminer : lig. 3292 à la fin.

Il reste 3023 étoiles.

Trier de nouveau suivant la colonne A pour les remettre en ordre.

Dans le diagramme HR, le premier paramètre, que l’on mettra en abscisse est la température représentée par l’Indice de couleur (B-V), colonne F.

Il existe des étoiles qui n’en ont pas.

Eliminer les étoiles sans (B-V), en triant la colonne F.


Magnitudes absolues

Le catalogue ne nous donne que les parallaxes exprimées en secondes d’arc.

Appliquer la relation simple qui lie la parallaxe (en seconde d’arc à la distance de l’étoile (en parsecs) :

Appliquer cette formule dans la colonne K que l’on appellera « Distance »

d(pc) = 1/ p(")

Formater les colonnes K et L avec 2 décimales.

La relation entre la distance exprimée en parsec et la magnitude absolue s’appelle le Module des distance :

MV = mV – 5 log d + 5

mV est la magnitude visuelle (colonne E), MV la magnitude absolue visuelle qui sert dans le diagramme HR.

Appliquer la formule dans la colonne L

Sauvegarder votre nouveau fichier.

mV – MV = 5 log d - 5


Magnitudes absolues

Le diagramme HR comporte :

- en abscisse, les données Indice de couleur (B-V), colonne F- en ordonnée la magnitude absolue colonne L

L’usage des astronomes est de faire croître l’indice (B-V) de gauche à droite, c’est-à-dire avec des températures décroissantes. Mais les magnitudes absolues croissent de haut en bas, car plus la magnitude est négative, plus l’étoile est lumineuse.

Il faudra formater le graphique dans ce sens.

Remarque importante :


Tracé du diagramme HR

Entrer dans le menu graphique :

Choisir Nuage de points

Puis Suivant >



Choisir Série

Ajouter



Donner comme nom :

Diagramme HR

Valeurs de x :

Valeurs de y :

Terminer >

La sélection des cellules peut se faire en :

- les écrivant (attention syntaxe !)- sélectionnant avec la souris- sélectionnant les premières et en changeant l’indice de la dernière

Le formatage du diagramme se fera après.


Mise en forme du diagramme

Résultat :

Diagramme HR

-10.00

-8.00

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Diagramme HR

Nous allons le rendre plus présentable.

Equilibrer le diagramme en abscisse et ordonnées.

On peut enlever la légende qui est similaire au titre.


Mise en forme du diagramme

- Sélectionner le rectangle intérieur du graphique- Pointer sur l’axe des y et cliquer « Bouton droit »- Apparaît un petit menu et choisir « Format de l’axe »

Mettre en place les ordonnées :

Diagramme HR

-10.00

-8.00

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4



Onglet Motifs

On peut mettre en intérieur les graduations principales et secondaires (esthétique ?)



Onglet Echelle

Inverser l’ordre des ordonnées.

Placer l’origine de l’axe des X.



Onglet Police

On peut choisir • sa Police • sa Taille• son Style



Onglet Nombre

Mettre 0 décimale

Sur l’axe des X, mettre l’axe des ordonnées à gauche en -0.5.

Menu de l’axe des X



Donner les noms des Axes

Changements dans les autres onglets, à votre convenance.

En cliquant Bouton droit sur le graphique, on obtient le Menu :

Choisir

- en x : Indice de couleur (B-V)

- en y : Magnitudes absolues


Diagramme HR

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Indice de couleurs (B-V)

Mag

nit

ud

es a

bso

lues


Magnitude absolue du Soleil

Magnitude visuelle apparente : -26.8

Distance : 1 ua. = 150 000 000 km

Module des distances

Avec d en parsec

Conversion de 1ua. en parsecs

1 parsec = 206 265 u.a.

MSol = 4.77

B-V = 0.66

Titre du graphique

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4


Mag

nit

ud

es a

bso

lues

m M d 5 5log

Placer le Soleil comme une série de 1 point avec comme coordonnées les deux valeurs.

Mettre les deux valeurs B-V et MS du Soleil dans deux cellules.


Comparaison des diagrammes

Titre du graphique

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4


Mag

nit

ud

es a

bso

lues

Amener le diagramme excel à l’échelle du diagramme de gauche


Titre du graphique

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Indice de couleurs (B-V)M

agn

itu

des

ab

solu

es

La magnitude limite du catalogue BS s’arrête à 7.

Il manque toutes les étoiles faibles :

- les étoiles de faibles masses

- les naines blanches


. . . . . FIN

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