Les RR Lyrae de M3

[Matthieu Conjat 1 940]

Salut à tous,

 

j'ai commencé une campagne de mesure des étoiles variables de l'amas globulaire M3.

C'est un amas qui contient un grand nombre de RR Lyrae (environ 200, avec des périodes comprises entre 8 et 15 heures). Les plus brillantes sont de magnitude 15.5, facilement accessibles avec un petit télescope.

Avec le T400 de l'Observatoire de Nice (télescope Schaumasse), et une QSI583ws au foyer primaire f/5, je fais des poses unitaires de ~90 secondes.

J'ai repéré pour le moment 172 variables, qu'on voit bien avec cette animation (10.9 Mo, animation prise le 19 avril sur 4.5 heures, chacune des 18 images étant la somme de 6 poses individuelles). Ça clignote pas mal!

Je vous joins la carte des étoiles que j'ai repérées:

 

J'aurais bien voulu faire plus de mesures, mais la météo pourrie de ce printemps n'aide pas pour continuer les courbes de lumière...

Voici quand même quelques courbes temporaires, faites sur 4 jours du 9 au 19 avril:

Si le ciel veut bien se dégager avec une turbulence pas trop mal (on peut toujours rêver), je vous mettrai d'autres courbes plus complètes...

Matthieu

[Guillaume BERTRAND 1 649]

L'animation est hypnotisante ! 

Les courbes de lumière top 

Bravo! 

[Matthieu Conjat 1 940]

J'ai bientôt fini mes mesures, même si certaines courbes de lumière ont encore des trous.

J'en suis à 194 variables repérées, mais certaines sont au cœur de l'amas, donc les mesures sont difficiles en raison des étoiles à proximité. Peut-être que je pourrai faire une campagne au C2PU avec Omicron .

Ce sont apparemment toutes des RR Lyrae, de période comprise entre 6.5 et 18 heures, sauf pour l'une d'entre elles, de période 1.4 heure, et une autre, qui semble avoir des variations de type RRLyrae, mais avec des sauts de magnitude importants entre les différents jours.

Sur l'histogramme des périodes (150 périodes bien déterminées pour l'instant), on voit bien les 2 types principaux de RR Lyrae, le type RRab (périodes entre 10 et 15 heures), et RRc (entre 6 et 8 heures). Ces 2 types se distinguent très facilement selon la forme de leur courbe de lumière. Les RRab ont une courbe assez dissymétrique, avec une remontée rapide de la luminosité, et les RRc ont une courbe plus symétrique, presque sinusoïdale.

 

Quelques RRab:

 

Quelques RRc:

 

Les 2 types semblent sujets à l'effet Blazhko, qui change l'amplitude (et parfois la période) des oscillations.

 

Pour la dernière ci-dessus, tout comme pour 4 ou 5 autres, il semble presque impossible de retrouver une période correcte, un peu comme ce que j'avais observé dans NGC 5466, avec un effet Blazhko complètement chaotique.

Ca serait intéressant de faire de la spectro en même temps que la photométrie pour bien comprendre ce qui se passe

 

Il y a aussi une variable de période 1.4 heure, bien plus rapide que les autres, qui doit être d'un type assez différent:

 

D'ici quelques jours, si le ciel veut bien se dégager, je vais pouvoir compléter les autres courbes de lumière.

Voici la carte des étoiles que j'ai répertoriées:

Matt

Modifié 8 mai 2023 par Matthieu Conjat

[Haltea 1 271]

Beau travail, intéressant 👍

J'aime beaucoup l'animation également 

[AlSvartr 2 928]

Génial!!! L’animation est impressionnante, on sait pourquoi il y a autant de RR Lyrae dans les AG et en particulier celui-ci?

[Matthieu Conjat 1 940]

Il y a 3 heures, AlSvartr a dit :

on sait pourquoi il y a autant de RR Lyrae dans les AG et en particulier celui-ci ?

 

Je n'en sais rien. Les RR Lyrae sont des étoiles vieilles, de faible métallicité, donc ce n'est pas étonnant d'en retrouver dans les amas globulaires.

Pour la différence entre M13 (64 variables) et M3 (275 variables), je ne sais pas non plus. Peut-être une histoire d'âge (mais les 2 semblent avoir un âge de ~11.5 milliards d'années) ou la composition du nuage initial qui leur a donné naissance (qui doit être assez semblable aussi)... Je sèche...

 

[AlSvartr 2 928]

Après en y réfléchissant c'est peut-être juste une (grosse) fluctuation stat...

[Matthieu Conjat 1 940]

Mouais, je n'y crois pas trop. Passer du simple au quadruple, c'est un peu fort. Y s'est forcément passé quelque-chose...

[Alef 2 490]

Excellent Matthieu!!! Comme toujours. 👍👍

[Arnaud17 528]

EXCELLENT !!! Super manip Matthieu, comme toujours. C’est fait au 400mm que tu avais utilisé pour les cepeheides de NGC206?

 

Superbes observation et analyse impeccable 👍👍

 

Arnaud

[Matthieu Conjat 1 940]

Il y a 8 heures, Arnaud17 a dit :

C’est fait au 400mm que tu avais utilisé pour les cépheides de NGC206?

Oui, c'est bien ça. On est à 5 minutes de Nice, mais on est un peu en hauteur, donc le ciel permet de faire ce genre de choses, même si le fond de ciel augmente rapidement.

Je pensais faire ces mesures avec la lunette de 50 cm (lunette Charlois - Petit Equatorial), mais l'Observatoire est en train de finir de la rénover, donc j'espère l'utiliser d'ici 1 mois si tout va bien.

 

Si vous voulez voir toutes mes autres mesures avec ce télescope, vous pouvez toujours jeter un coup d’œil sur mes 'rapports d'activité', que je publie sur le site de mon assoce:

www.aquila.free.fr/download1.htm

 

Matthieu

[apricot 1 416]

 

[Matthieu Conjat 1 940]

Merci pour ce 'retweet'

Je connais bien Eric, j'ai fait ma thèse avec lui !

[COM423 13 045]

Une manip tout aussi spectaculaire qu'instructive, j'adore

Merci beaucoup pour ce post

[cbuil 3 446]

Une animation absolument fascinante, une des choses les plus spectaculaire qui m''est été de voir en astro !

Faire de la spectro à la magnitude 17 avec des objets aussi rapides, pas évident, mais bon.... tout ce fait !

 

(Valérie (et moi bien)  est sur Antibes à partir de ce mercredi et pour une semaine, ca serait cool de voir ce télescope. Ca te parait possible Matthieu ?)

christian.buil_at_wanadoo.fr

 

Christian

[Matthieu Conjat 1 940]

Salut Christian,

merci pour ce message.

Stéphane Ubaud a fait de très beaux spectres sur RR Lyrae (l'original): https://spectro-uvex.tech/?p=1590

(Bon, c'est magnitude 7.5, donc c'est pas pareil qu'à 17...)

Pas de soucis pour voir le télescope, je pense monter dès qu'il fait beau (et c'est pas gagné). Je t'écris en perso...

Matt

 

[Matthieu Conjat 1 940]

J'ai fini ma campagne sur les variables de M3. Le plus dur, c'est de mettre au propre toutes les courbes de lumière, d'autant que près du centre de l'amas, les mesures sont très difficiles en raison de la proximité des autres étoiles. J'ai encore quelques courbes à reprendre.

En attendant, voilà les courbes de lumière des 206 variables que j'ai répertoriées dans M3.

Il y a 197 RR Lyrae, et 5 variables à longue période. 2 étoiles sont clairement variables (dont une RR Lyrae évidente), même si elles ne sont pas classées comme variables sur Simbad.

On trouve parfois des effets Blazhko complètement chaotiques, c'est assez impressionnant je trouve.

 

Vous pourrez trouver un peu plus d'infos ici: http://www.aquila.free.fr/Les RR Lyrae de M3.pdf, même si ce n'est qu'un 1er jet.

J'aimerais encore analyser un peu mieux les variations Blazhko, donc il me reste un peu de travail. Mais avec la météo pourrie dans le sud depuis 1 mois, je n'ai pas beaucoup de données fiables pour caractériser un peu mieux l'évolution de cet effet pour chaque étoile.

 

En tous cas, si la team Omicron veut bien me faire parvenir les images brutes de M13, je me ferai un plaisir d'analyser en détail la courbe de lumière de chaque étoile individuelle

 

Matthieu

Modifié 6 juin 2023 par Matthieu Conjat

[Gribol 266]

Salut Matthieu,

 

Travail passionnant et très méticuleux !

 

Dans ton rapport, il manque l'échantillonnage de ton setup, cela donnerait une meilleure idée de la résolution spatiale au sein de cet amas globulaire.

 

Concernant la mystérieuse v195 classée en Delta Scuti avec une période totalement incompatible pour ce genre de variables, il faut regarder d'autres catalogues.

Si tu colles tes coordonnées 13 42 41.49 +28 19 08.05 dans VizieR et en cherchant dans un rayon de 2", tu trouves d'autres choses intéressantes:

Updated catalog of variable stars in globular clusters (Clement+ 2017)  : type SR (Semi Regular) et période de 31.3950 jours.

General Catalogue of Variable Stars (Samus+, 2007-2017) : type SR et période de 53.9 jours

AAVSO International Variable Star Index VSX (Watson+, 2006-) : type SRD et période de 53.9 jours (reprend le GCVS - variable connue sous le nom de V0473 CVn)

 

Et là cela colle ;-)

 

Dans l'article où la variable est indiquée en Delta Scuti, il y a un petit offset en déclinaison de 1.6" mais vu le champ c'est bien la même étoile:

Citation

ROTSE1 J134241.28+281906.9 ds   205.672028 +28.318605 12.32  0.014   0.12556601 0.00001112 0.150 3

Ils mesurent une période de 0.1255 jours (3.012 heures). Va comprendre.

 

Tu devrais faire un pdf de plus haute résolution pour qu'en zoomant on puisse mieux voir tes courbes.

 

Bon courage pour te battre avec @Superfulgur pour gratter du temps d'observation sur l'un des 1 mètre.

 

Marc

 

 

[Matthieu Conjat 1 940]

Il y a 2 heures, Gribol a dit :

Travail passionnant et très méticuleux !

 

Merci

Il y a 2 heures, Gribol a dit :

Dans ton rapport, il manque l'échantillonnage de ton setup

Ah ouais, c'est un peu succinct pour le moment. Comme c'est un extrait des rapports d'activité que je fais depuis 15 ans, je ne pense pas à rajouter à chaque fois les détails de l'optique (il y a 0.56" par pixel)

Il y a 2 heures, Gribol a dit :

il faut regarder d'autres catalogues.

C'est vrai que je n'ai pas encore regardé ni les autres catalogues, ni les autres articles sur M3, comme j'avais fait pour NGC5466 par ex. Je vais zieuter tout ça.

Il y a 2 heures, Gribol a dit :

Ils mesurent une période de 0.1255 jours (3.012 heures)

Ouais. Clairement pas ça. J'observe parfois des petits sursauts de 0.02 mag en quelques heures, mais rien de reproductible. Sinon je retrouve bien une pseudo-période de 45 jours.

 

Pour le pdf, je viens de le mettre à jour, d'autant que je viens de repérer 2 nouvelles RRab dans le champ... Il fait 30 Mo:

http://www.aquila.free.fr/Les RR Lyrae de M3.pdf

 

 

Il y a 2 heures, Gribol a dit :

Bon courage pour te battre avec @Superfulgur pour gratter du temps d'observation sur l'un des 1 mètre

Ben non, pas possible, y sert qu'à faire des zolies photos, ce télescope, visiblement. Moi je fais de la Science, Monsieur !!!

 

Modifié 6 juin 2023 par Matthieu Conjat

[MARCOPOLE 7 134]

de beaux travaux astro, comme je les aime

très intéressant ce sujet

bravo Matthieu

[Matthieu Conjat 1 940]

Allez, petite mise à jour. J'ai fait le diagramme HR de cet amas.

J'ai utilisé des images RVB que j'avais faites en 2016 sur 3 nuits, ainsi que des images faites cette année il y a 2 semaines, sur 2 nuits.

La photométrie est calée en magnitude grâce aux mesures Gaïa, donc ça doit être assez fiable.

Il y a environ 100 minutes en R, 120 minutes en V, et 185 minutes en B, ce qui me permet de mesurer environ 6900 étoiles. J'aimerais en détecter plus, mais le programme que j'utilise pour les détecter automatiquement (Avis Fits viewer, un dérivé de Astroart je crois) a du mal avec les zones denses au centre de l'amas. Il faudrait que je teste Muniwin, qui semble marcher à ce qu'il parait. Certaines RR Lyrae au centre de l'amas ne sont donc pas représentées ici.

Les cercles rouges sont les variables que j'ai répertoriées pendant cette campagne.

 

Du coup, en faisant la photométrie RVB sur 5 nuits, ça me lisse un peu la position des RR Lyrae, qui se retrouvent donc bien au milieu de la branche horizontale, dans la zone d'instabilité, comme prévu:

 

 

Les chiffres noirs indiquent le numéro de quelques variables particulières.

On voit que v7 semble être une étoile normale, malgré des variations faibles mais nettes.

v163 est indiquée comme RR Lyrae sur Simbad, mais ce n'est clairement pas le cas ici, d'autant que sa période est d'environ 22 jours. Il faudrait que je compare avec les liens fournis par @Gribol

v107 est classée comme étoile, malgré les faibles variations de type RR Lyrae que je mesure.

V196 et v206 sont des géantes rouges avec des variations de 0.07 mag.

v195 est la fameuse Delta Scuti, qui est finalement bien une géante rouge d'après ce diagramme.

v45 et v60 sont des RR Lyrae bien banales, qui s'éloignent un peu de la zone d'instabilité.

 

Autre indication de ce diagramme: la branche horizontale est de magnitude apparente 15 (filtre R). Avec les images en filtre V, on est plutôt vers 15.1. Il semble que la magnitude absolue de cette branche soit généralement de l'ordre de 0. Ca me donne un module de distance de 15.1, soit une distance de 10500 parsecs, soit 34200 a.l.. Officiellement, la distance est 33300 a.l., c'est pas mal !

Il faudrait tenir compte du rougissement et vérifier la magnitude absolue de la branche horizontale, mais c'est un résultat satisfaisant

 

Sur le diagramme, on voit bien le sommet de la séquence principale, dont les étoiles les plus faibles ne sont pas visibles. On devine bien le coude (turnoff) au sommet de la séquence principale, lié à l'âge des étoiles dont les plus lumineuses ont déjà quitté la séquence principale et évolué en géantes. Avec les images en filtre V, on arrive à une magnitude de ~18.8, soit un rapport log (L/Lo) de ~0.4. D'après les mesures d'isochrones de Jordi Casanellas (https://www.researchgate.net/figure/sochrones-for-a-cluster-of-stars-with-masses-between-07-M-and-35-M-that-evolved-in-a_fig1_51891502), ça donnerait un âge entre ~7 et 10 milliards d'années:

L'âge officiel est 11.4 milliards d'années !!! mouais, pas mal

 

Matt

 

Modifié 7 juin 2023 par Matthieu Conjat

[Bruno- 3 965]

Je passais par là complètement par hasard... Eh bien je trouve que l'image de M3 animée, avec toutes ces variables qui clignotent, est la plus intéressante que j'ai vue depuis longtemps ! Quelle bonne idée d'avoir pensé à faire cette animation ! (Il suffisait d'y penser, mais je n'ai pas le souvenir d'avoir déjà vu ça.) Génial, et en effet hypnotisant !

 

On perçoit même que le clignotement n'est pas symétrique, que ces étoiles (enfin, la plupart) restent moins longtemps au maximum qu'au minimum, conformément aux courbes.

 

En tout cas, ce sujet est vraiment intéressant et je ferais mieux de venir ici plus souvent (notamment pour te lire, car je sais que ce n'est pas la première fois).

 

Bon, je retourne voir l'animation...

Modifié 24 juin 2023 par Bruno-

[Matthieu Conjat 1 940]

Merci Bruno,

Le 24/06/2023 à 12:06, Bruno- a dit :

je n'ai pas le souvenir d'avoir déjà vu ça

 

Bah on trouve 2-3 animations sur M3, mais elles ne sont pas toujours très longues. Ici c'est vrai qu'on voit bien la dissymétrie de la courbe de lumière des RRab dont la montée en luminosité  est bien plus rapide que la chute.

 

Le 24/06/2023 à 12:06, Bruno- a dit :

je ferais mieux de venir ici plus souvent

 

Bah malheureusement, je ne poste pas souvent,  hélas.

Là je finis ma campagne sur M3, puis je vais commencer à suivre une binaire a éclipses dans la galaxie M31 qui est bien intéressante. Je vous en parlerai à l'automne si tout va bien

Matthieu

 

Modifié 1 juillet 2023 par Matthieu Conjat

[ValereL 15 378]

Un peu tard, c'est absolument fascinant Matthieu !!  Heureusement que Stéphane nous a alerté dans son post, je ne viens jamais dans cette rubrique...

[Matthieu Conjat 1 940]

Merci Valère,

 

Il y a 15 heures, ValereL a dit :

je ne viens jamais dans cette rubrique

 

On n'y parle pas toujours de photométrie, mais il y a chaque fois des trucs intéressants, comme la découverte d'un astéroïde double par @jfleouf

C'est ici, au cas où tu aurais raté ça aussi: