Céphéides, ces étoiles qui tiennent la chandelle

Comment faire pour mesurer les distances dans l’espace ? C’est un problème bien plus complexe qu’il n’y parait, en l’absence de tout panneau de signalisation routière notamment. Une technique, assez simple, passe par la technique dite de l’ampoule. Vous prenez deux ampoules de 50 watts, vous en éloignez une et rapprochez l’autre. La plus proche sera plus brillante que la plus lointaine. Comme vous connaissez leur puissance intrinsèque – 50 watts – un simple calcul vous indiquera la distance qui sépare l’une de l’autre. Nos ampoules cosmiques - ou « chandelles standards » - s’appellent les céphéides. Des étoiles particulières qui ont permis de mesurer les distances, de confirmer l’existence d’autres galaxies et de valider la théorie du Big Bang.

Céphéides, ces étoiles qui tiennent la chandelle. C’est le programme lumineux qui est le nôtre pour l'heure qui vient. Bienvenue dans La Méthode scientifique.

Et pour tout comprendre à ce que sont ces céphéides, comment elles servent à mesurer les distances cosmologiques, et pourquoi elles sont appelées « chandelles standard », nous avons le plaisir de recevoir Pierre Kervella, astronome au laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique – LESIA, à l’Observatoire de Paris et Nicolas Nardetto, astronome, chargé de recherche CNRS à l’Observatoire de la Côte d’Azur. 

Si la toute première céphéide a été identifiée à la fin du 18ème siècle, c’est l’astronome amateur anglais, John Goodricke, disparu précocement à l’âge de 22 ans qui donna leur nom à cette classe d’étoiles, en observant Delta Cephei quelques mois plus tard.

D’ailleurs, si vous êtes amateur des ciels nocturnes, vous observez certainement régulièrement une céphéide lorsque vous regardez la petite ourse et l’étoile polaire – qui est en fait un système de trois étoiles dont l’une d’entre elles est une céphéide.

Mais que sont exactement ces céphéides – dont vous entendez parler régulièrement dans nos émissions d’astrophysique comme des « chandelles standards », et pourquoi sont-elles si importantes ? 

Le reportage du jour

Interview de Vincent Hocdé, post doctorant au centre astronomique Nicolas Copernic à Varsovie, auteur d’une thèse à l’Observatoire de la Côte d’Azur sur les nuages de poussière et de gaz qui entourent les céphéides. Quelle influence ont ces nuages sur la lumière des céphéides et est-ce que la présence de ces nuages peut conduire à des biais de lors de l’observation de la lumière de ces étoiles ? Par Antoine Beauchamp :

Les bases documentaires

Retrouvez le thread de cette émission sur le fil Twitter de La Méthode scientifique.

• [Infographie] Courbe de luminosité de l’étoile Delta Cephei 
• Un nouveau type d'étoile pulsante découvert dans un système binaire (Sciences & Avenir, 2020)
• [Vidéo] 2019 > Mesurer l’Univers grâce aux étoiles “qui clignotent” via (Le Monde, 2019)

• La première céphéide de Hubble (Ciel et Espace, 2010)
• Précision inégalée sur la distance d'une céphéide (Futurasciences, 2008)
• Des céphéides pour mieux mesurer l'expansion de l'univers (Futurasciences, 2007)
• Le mouvement illusoire des céphéides (Pour la Science, 1999)
• [A découvrir] Les céphéides et la taille de la Voie lactée
• [A découvrir] Harlow Shapley (1885-1972)

Les références musicales 

Le titre du jour : "Hémisphère" de Rémi Parson

Le générique de début : "Music to watch space girls by" par Leonard Nimoy

Le générique de fin : "Says" par Nils Frahm