ÉTOILES VARIABLES PÉRIODIQUES

Il y a, dans la constellation de la Baleine, une étoile marquée, sur les cartes, de la lettre grecque o (omicron) et que les astronomes connaissent aussi sous le nom latin de Mira Ceti, la Merveilleuse de la Baleine. Découverte en août 1596 par David Fabricius, cette étoile est depuis longtemps remarquée, à cause des variations périodiques de son éclat. A chaque intervalle de onze mois, elle passe par les phases suivantes :

Pendant quinze jours, elle atteint et conserve son maximum d'éclat, qui en fait une étoile de seconde grandeur. Sa lumière décroit ensuite pendant trois mois, jusqu'à devenir complètement invisible non-seulement à l'oeil nu, mais même dans les instruments \ Elle reste dans cet état pendant cinq mois entiers, après lesquels elle reparaît, pour croître d'une manière continue pendant trois autres mois. Sa période est alors achevée, et elle atteint de nouveau son maximum d'éclat, pour passer une seconde fois par les mêmes phases.

Ces variations singulières, signalées pour la première fois par Ph. Hohvarda en 1637, sont connues depuis le milieu du dix-septième siècle ; les premières mesures exactes de la pé-

1. Nous sommes surpris qu'on n'ait pas poussé les observations de ce singulier astre, pendant la période d'invisiLilité, avec les instruments les plus puissants. On sait seulement qu'elle est, alors, au-dessous de la douzième grandeur.

riode ont été effectuées par Bouillaud, puis par J. Cassini\ On connaît aujourd'hui la moyenne de cette période avec une grande précision, et on l'évalue à 331 jours 8 heures. A la vérité, on a découvert aussi des irrégularités dans la période de Mira, mais ces irrégularités mêmes sont soumises à une périodicité qui rend le phénomène plus intéressant encore. Le plus grand éclat ne la range pas non plus toujours dans la même grandeur. Quelquefois elle ne dépasse guère la quatrième, tandis qu'à certaines époques, le 6 novembre 1 799, par exemple, sa lumière a été presque aussi brillante que celle des étoiles de première grandeur : elle était, à cette époque, à peine inférieure à Aldébaran; parfois enfin, elle est restée invisible pendant un temps supérieur à plusieurs de ses périodes. Ainsi Hévélius ne put la voir d'octobre 1672 jusqu'au 23 décembre 1676, c'est-à-dire pendant plus de quatre années. La durée de sa visibilité à l'œil nu est également très-variable. Parfois elle s'élève jusqu'à quatre mois; parfois elle est de trois mois à peine. Enfin, pendant cet intervalle où, de la 6° grandeur elle passe à la 3° et dépasse même la seconde, pour décroître et revenir à la 6% les phases d'augmentation et de diminution sont inégales. Elle croît plus rapidement de la 6° à la 4" grandeur que de celle-ci à la 3% et met plus longtemps encore à atteindre la seconde. Tantôt sa période d'accroissement surpasse en durée celle de la diminu-

1. Bouillaud, s'appuyant sur les observations faites de 1638 à 1666, trouvait une période moyenne de 333 jours. Gassini, partant du premier maximum observé le 13 août 1596 jusqu'à celui de 1678, et évaluant à 89 le nombre des périodes écoulées, obtenait 334 jours; le même nombre résultait de toutes les observations faites jusqu'à 1703. Ces évaluations sont notablement trop fortes, en tant que moyennes, car les durées des périodes successives peuvent fort bien différer de 3 ou 4 jours. Mais on peut, en partant des nombres de Gassini, arriver à un nombre qui se rapproche beaucoup de la moyenne admise aujourd'hui. Il suffit de compter 90 périodes dans les 29 725 jours qui séparent les maxima de 1596 et de 1678; et aussi 118 périodes au lieu de 117 entre 1596 et 1703. Alors on a 330'. 27 et 331'. 18 pour les moyennes dans ces deux hypothèses. Or, la moyenne admise est 331'. 34.

tion, tantôt elle lui est inférieure. Mais toutes ces variations si curieuses paraissent soumises elles-mêmes à une certaine périodicité'.

Mira n'est pas le seul exemple de changement périodique d'éclat dans les lumières stellaires; et la durée des variations n'est pas toujours aussi longue. Algol, dans la Tête de Méduse, ou [î de Persée (fig. 289), est au moins aussi intéressante que Mira de la Baleine, mais sa période est beaucoup plus courte, et elle n'est jamais invisible, même à l'œil nu. Étoile de seconde ou de troisième grandeur pendant deux jours et treize heures et demie, elle décroît soudain, et, en trois heures et demie, descend jusqu'à la quatrième grandeur. Alors son éclat reprend une marche ascendante, et, au bout d'un nouvel intervalle de trois heures et demie, revient à son maxi-

1. On a cherché à exprimer ces variations par des formules où entrent

des sinus. Argelander avait représenté toutes les observations des maxima

de Mira de la Baleine par une formule de ce genre, permettant de calculer

les époques des maxima à partir de celui du 9 septembre 1751. Mais ce

savant a modifié en partie les termes additionnels, et voici celle qu'il a

adoptée pour représenter les époques des maxima, à partir du maximum

du 29.13 décembre 1865 :

29.13 déc. I865-|-331J.3363E+10i.48sin ----E + 250n' + 18).16 sin

r^°E + 27»9'l + 33i.90sinr^E + 68''3'l + 65i.31sinr^E+178»26'l.

Dans cette formule, E est le nombre entier des périodes écoulées à partir du maximum de 1865. Si nous en faisons l'application aux années 1877 et 1878, nous trouverons les dates suivantes pour les maxima :

Maximum de 1877, le 24 octobre à 4''54"'11' du soir. — de 1878, le 9 octobre à 0''46°'5^ du soir;

ce qui donne, pour la durée de la période comprise entre les deux maxima, 349.8277 jours, plus de 15 jours au-dessus de la moyenne générale. li'Annuaire du Bureau des longitudes fixe la première date au 10 novembre 1877. Laquelle de ces deux dates est la vraie? C'est une question que pourront seuls trancher les observateurs de ces phénomènes, pourvu qu'ils n'oublient pas que la formule d'Argelander est une formule empirique, dont cet astronome évaluait lui-même l'erreur probable à 7 jours (sur la durée de chaque période moyenne de 331'. 341.

mum. Tous ces changements s'effectuent en moins de trois jours, ou plus exactement, en 2 jours, 20 heures, 49 minutes. Une circonstance remarquable est la décroissance continue de la durée de la période : en 1784, cette durée sui'passait de 4^2 colle de 1842, et celle-ci, à son tour, était supérieure de ^^8 à la période observée en 1868. Il est possible, probable même selon Argelander, que les variations d' Algol, outre leur courte période d'environ 69 heures, soient soumises à

une longue période.

Deux autres étoiles changeantes, [3 de la Lyre et y^ du Cygne, présentent également des périodes de périodes. La première de ces deux étoiles passe tous les 13 jours environ par deux maxima et deux minima : elle atteint le même éclat (3° et 5° grandeur) à chaque maximum, mais le minimum principal est au-dessous du second d'environ une demi-grandeur. L'étoile y^ du Cygne, outre la période de 406^, en aurait deux autres, l'une formée de 100, l'autre de 8 1/2 périodes secondaires.

Au nombre de ces étoiles variables à courtes périodes, S de Céphée se distingue par la régularité de ses changements d'éclat qui durent 5 jours, 8 heures, 47 minutes, 40 secondes, et qu'on observe depuis 1784. S de la Balance est l'étoile dont la période de variabilité a la plus courte durée, étant seulement de 2 jours, 7 heures, 51 minutes. Deux autres étoilesvariables, l'une dans la Licorne, l'autre dans le Taureau, ont des périodes de 3 jours, 10 heures, 48 minutes, et de 3 jours, 22 heures, 52 minutes. Enfin, t) de l'Aigle ainsi que deux étoiles du Sagittaire effectuent leurs variations en des périodes d'environ 7 jours.

Fig. 289. Algol, étoile vai'iable de la constellation de Persée.

Parmi les étoiles variables à longues périodes, on remarque Betelgeuse, l'une des quatre étoiles du grand quadrilatère d'Orion, dont la période est de près de 200 jours. Il en est une dans le Cygne dont les variations s'effectuent en 406 jours, et une autre dans l'Hydre qui revient au même éclat tous les 495 jours. Trois des sept étoiles du Chariot (Grande-Ourse) varient dans des périodes encore 'peu connues, mais qui embrassent certainement plusieurs années.

Quelle que soit la durée des périodes totales, il y a, parmi les étoiles changeantes, comme deux sortes de variabilité : dans les iines, l'accroissement et la diminution se font d'une manière continue, et pour ainsi dire insensible; d'autres se distinguent par des changements brusques et rapides. On peut voir, dans la figure 290, deux exemples de ces modes de variations. Une des courbes représente la plus grande partie de la période R Ophiucus, qui est de 304 jours; elle appartient à la classe des étoiles qui varient lentement. L'autre courbe, celle de U Gémeaux, dénote au contraire une étoile appartenant, comme Algol, à la classe des étoiles dont l'éclat subit des variations rapides.

Le nombre des étoiles simplement variables s'accroît tous les jours, à mesure que les cartes célestes, devenues plus parfaites, permettent de vérifier les moindres changements de position ou d'éclat que subissent des étoiles, depuis la 1'" grandeur jusqu'à la 12" ou la 13°. Parmi celles dont la variabilité a été récemment constatée, il faut citer plusieurs étoiles du groupe des Pléiades. C'est aux recherches de M. Wolf, dont il a été question dans le paragraphe consacré aux groupes d'étoiles, qu'est due cette découverte. « Parmi les huit belles étoiles du groupe, Mérope et Atlas, dit-il, sont certainement variables ; Electre, Cœleno, Taygète et Pléione n'ont pas changé d'éclat; Maïa semble avoir augmenté depuis Piàzzi et Bessel. » Six autres étoiles du groupe paraissent aussi avoir varié.

Sur un nombre total de 123 étoiles variables que l'on connaissait il y a peu d'années, 36 seulement n'ont pas de périodes connues, les 87 autres ont des périodes dont la durée est comprise entre 2 jours et 75 ans ; 31 sont visibles à l'œil nu au moment de leur maximum. Mais ce dernier nombre doit être modifié, si l'on regarde, avec le D''Heis, comme visibles à l'œil

Fig;. 290. Courbes des variations d'éclat des étoiles périodiques R Opliiiicus et U Gémeaux, d'après M. Pogson.

nu toutes les étoiles au-dessus de la 6-7" grandeur. En effet, le catalogue de cet astronome donne un total de 43 étoiles variables visibles sur l'horizon de Miinster, et 22 d'entre elles restent (pour le même observateur) visibles à l'œil nu au moment de leur minimum.

Voici, du reste, un tableau d'un certain nombre d'étoiles variables périodiques, choisies parmi celles dont la période est le mieux connue. Outre la durée de celle-ci, nous don-

nons l'époque d'un des derniers maxima observés, et la grandeur de l'étoile, à son maximum et à son minimum'.

0 Balance

8 Persée (Algol). .

S Licorne

X Taureau

0 Géphée

X Sagittaire. . . .

ï) Aigle

W Sagittaire . . .

S Écrevisse . . . .

X, Gémeaux . . . .

P Lyre

R Écu deSobieski.

a Gassiopée . . . .

R Vierge

a Orion

R Lion

0 Baleine (Mira). .

S Serpent