Une étoile qui faiblit à vue d'œil : tous les 2,87 jours, l'éclat d'Algol chute de la magnitude 2,1 à 3,4 pendant une dizaine d'heures. C'est le plus célèbre des couples d'étoiles à éclipses, et l'une des rares choses du ciel qu'on voit changer en une seule soirée, sans le moindre instrument.
2 j
jours et 21 heures entre deux minima
10 h
de baisse d'éclat, visible du début à la fin
3
étoiles dans le système : Algol A, B et C
94 al
de la Terre — l'un des systèmes à éclipses proches
1783
l'année où Goodricke comprit le phénomène
Le phénomène
Une étoile qui s'éteint à moitié, puis revient
La plupart des étoiles brillent d'un éclat fixe. Algol, non. La regarder un soir de minimum, c'est assister à un phénomène en direct : son éclat passe de la magnitude 2,1 — celle d'une étoile franchement brillante — à la magnitude 3,4, soit trois fois moins de lumière, avant de remonter. Toute la baisse et la remontée tiennent dans une fenêtre d'environ 10 heures, et le cœur de l'éclipse dure une nuit courte à lui seul.
La cause n'a rien de surnaturel : Algol est un couple d'étoiles. Une brillante étoile bleu-blanc et une compagne plus sombre tournent l'une autour de l'autre en 2,867 jours, et le plan de leur orbite passe presque par notre ligne de visée. À chaque tour, la compagne obscure glisse devant la brillante et en masque une partie : c'est l'éclipse que voient nos yeux. Algol est le prototype de toute une classe de variables à éclipses, qu'on appelle depuis « variables de type Algol ».
Courbe de lumière TESS d'Algol — Warrickball (CC BY-SA 4.0)
Ce que c'est vraiment
Trois étoiles, et un paradoxe qui a fait avancer la science
Un couple serré, et un troisième larron
Ce qu'on nomme Algol est en réalité un système triple, tapi aux coordonnées AD 03h 08m, DEC +40° 57′ 20″. Au centre, le couple qui produit les éclipses : Algol A, une étoile bleu-blanc de type B8V, chaude et lumineuse, et Algol B, une sous-géante orangée de type K0IV, plus froide et distendue. Les deux ne sont séparées que d'environ 7,5 millions de kilomètres — un vingtième de la distance Terre-Soleil. Plus loin tourne Algol C, une étoile blanc-jaune de type F1 qui boucle son orbite autour du couple en 680 jours, sur une trajectoire inclinée de 83,66° et large de 0,09″ vue de la Terre.
Le paradoxe d'Algol
Longtemps, le système a posé une énigme. La compagne B, la moins massive, est déjà une sous-géante évoluée, tandis que la primaire A, plus massive, est encore une étoile ordinaire. Or une étoile massive évolue plus vite : B aurait dû rester « jeune ». La solution, comprise au XXᵉ siècle, s'appelle le transfert de masse — B fut jadis la plus grosse, a gonflé la première, et a déversé une partie de sa matière sur A. Ce « paradoxe d'Algol » a nourri toute la théorie de l'évolution des étoiles en couple serré.
Trois étoiles enfin séparées à l'image
Ces trois étoiles sont si proches dans le ciel qu'aucun télescope classique ne les distingue. Il a fallu l'interféromètre CHARA, qui combine plusieurs télescopes pour atteindre une résolution d'un demi-millième de seconde d'arc dans l'infrarouge, pour photographier directement le couple A-B en mouvement, vers 2008. Algol est ainsi l'un des très rares systèmes stellaires dont on a une image, et non un simple point.
Une horloge qui dérive lentement
Le transfert de matière n'est pas terminé : il allonge très lentement la période orbitale, d'environ 0,017 jour tous les 3 000 ans. À l'échelle d'une vie humaine, l'horloge d'Algol est d'une régularité parfaite — c'est justement ce qui rend ses minima prévisibles à la minute, des mois à l'avance.
Algol en un coup d'œil
Repère
Valeur
Type d'objet
variable à éclipses (prototype classe Algol)
Désignation
β Persei
Constellation
Persée (système triple)
Magnitude
2,1 au repos → 3,4 à l'éclipse
Période
2,867 jours (2 j 21 h)
Distance
~90 à 94 al (28,8 pc)
Saison
automne et hiver
Instrument minimal
œil nu
Aucune ligne ne correspond au filtre.
Le système d'Algol imagé par l'interféromètre CHARA — Fabien Baron / Univ. Michigan (CC BY-SA 3.0)
L'étoile démon
Pourquoi l'humanité a vu du mal dans cette étoile
Le nom vient de l'arabe raʾs al-ghūl, « la tête de l'ogre » ou du démon — la même racine que le mot « goule ». Dans le ciel grec, Algol marque l'œil de la tête de Méduse, la Gorgone dont Persée brandit le chef tranché. Les astronomes l'ont longtemps appelée Gorgonea Prima, la première des étoiles de la Gorgone.
Culture après culture, l'étoile a été associée au mal et à l'instabilité : les Hébreux y lisaient « la tête de Satan », les catalogues latins « la tête du spectre », et l'astrologie médiévale la comptait parmi les quinze étoiles béhéniennes, comme l'une des plus néfastes du ciel. On ne peut pas prouver que ces peuples aient vu clignoter Algol, mais la coïncidence entre sa variabilité et sa réputation sinistre est troublante.
Une piste va plus loin encore. En 2013, des chercheurs ont retrouvé, dans un calendrier égyptien des jours fastes et néfastes vieux de quelque 3 200 ans, une période de 2,85 jours — presque exactement celle d'Algol. Si l'analyse tient, les scribes du Nil auraient noté le rythme du démon plus de trois millénaires avant qu'un astronome ne le mesure.
Persée tenant la tête de Méduse, gravure de Johannes Hevelius (1690, domaine public)
L'histoire
Du soupçon d'un moine à l'image d'un interféromètre
1667
L'astronome italien Geminiano Montanari remarque que l'éclat d'Algol n'est pas constant — la première trace écrite de sa variabilité.
1783
Le jeune Britannique John Goodricke, sourd et âgé de 18 ans, mesure la période et propose une idée révolutionnaire : une étoile sombre qui passe régulièrement devant Algol. La Royal Society lui décerne la médaille Copley.
1881
Edward Pickering, à Harvard, démontre que le modèle de la binaire à éclipses rend compte de la courbe de lumière.
1889
Hermann Vogel, à Potsdam, détecte le va-et-vient des raies spectrales : la preuve directe du mouvement orbital. Algol devient l'une des premières binaires spectroscopiques connues.
2008
L'interféromètre CHARA photographie directement le couple A-B et le troisième compagnon, confirmant la géométrie du système triple.
2013
Une étude propose qu'un calendrier égyptien de la fin du IIᵉ millénaire av. J.-C. porte déjà la trace de la période d'Algol.
Repérer
Trouver Algol dans Persée
Persée grimpe haut dans le ciel de la France de septembre à janvier, culminant presque au zénith en soirée d'octobre en décembre — on l'observe donc à travers le minimum d'atmosphère. La constellation se glisse entre le grand W de Cassiopée et la chaîne d'étoiles d'Andromède. Son étoile la plus brillante est Mirfak, de magnitude 1,9 ; Algol, à quelque 90 al de nous, est la deuxième, juste au sud.
Carte de Persée — Olalancette d'après Blueshade (CC BY-SA 3.0)
Partez du W de Cassiopée
Cette forme en W ou en M est l'un des repères les plus faciles du ciel du nord. Le côté le plus ouvert du W pointe grossièrement vers Persée, en contrebas.
Trouvez Mirfak et sa traîne d'étoiles
Mirfak (α Persei), magnitude 1,9, est entourée d'un joli semis d'étoiles lâches. C'est le cœur de la constellation, impossible à manquer aux jumelles.
Descendez vers Algol
À quelques degrés au sud de Mirfak brille Algol. Hors éclipse, à magnitude 2,1, elle rivalise presque avec Mirfak ; c'est la deuxième étoile de Persée.
Consultez l'éphéméride avant de sortir
Les minima d'Algol sont publiés à l'avance (AAVSO, revues d'astronomie). Choisissez une nuit où le minimum tombe en début ou milieu de soirée, Persée bien haute — vous verrez toute la baisse.
Les étoiles-témoins pour juger l'éclat d'Algol
Étoile de comparaison
Magnitude
Algol lui ressemble…
Mirfak (α Persei)
1,9
jamais tout à fait — Algol reste un cran en dessous au repos
γ Andromedae (Almach)
2,2
au repos, hors éclipse
ε Persei
2,9
à mi-chute, une heure ou deux avant le minimum
ρ Persei
3,3
au fond de l'éclipse, à son plus sombre
Aucune ligne ne correspond au filtre.
À l'œil nu : le seul instrument utile
Pour une fois, le télescope ne sert à rien. Algol reste un point même poussée à 200× — c'est un couple trop serré pour être séparé optiquement. Tout l'intérêt est dans la baisse d'éclat, et cette baisse se juge à l'œil nu, en la comparant à ses voisines : γ Andromédée (magnitude 2,2) au repos, ε Persei (magnitude 2,9) à mi-chute, ρ Persei (magnitude 3,3) au plus sombre. Des jumelles 10×50 à objectif de 50 mm aident seulement si un lampadaire gêne la comparaison.
Une expérience d'astronomie en direct
La plupart des cibles du ciel profond sont figées : une galaxie sera identique dans dix mille ans. Algol, elle, bouge à l'échelle d'une soirée. Voir une étoile brillante faiblir d'une magnitude entière puis remonter, en quelques heures, sans aucun matériel, est l'une des rares expériences où l'on assiste à la mécanique du ciel en train de se dérouler. C'est ce qui en fait un objet à part.
Ce que révèle l'instrument scientifique
Là où l'œil ne voit qu'une baisse, les capteurs des satellites lisent une courbe complète : le creux profond de l'éclipse primaire, le petit creux secondaire, et jusqu'aux minuscules ondulations dues à la forme distendue des étoiles. C'est cette précision qui a permis de peser chaque composante et de résoudre le paradoxe — mais l'émotion de l'observation reste, elle, à la portée du premier regard levé.
Une porte d'entrée vers les variables
Algol est souvent la première étoile variable qu'on apprend à suivre, car sa chute est ample et rapide. Une fois le geste acquis, tout un ciel s'ouvre : les Mira qui s'éteignent sur des mois, les céphéides qui pulsent, les autres binaires à éclipses. Algol est le meilleur professeur pour cela, parce qu'elle donne un résultat en une seule nuit.
L'avis de Luc
Aucun instrument, et pourtant l'une des observations les plus marquantes qui soient : une nuit où le minimum tombe vers 22 h, γ Andromedae repérée à côté comme témoin, et l'éclat noté toutes les 40 minutes. Une heure et demie plus tard, Algol est passée sous ε Persei — c'est net, indiscutable, et cela se voit à l'œil nu. Voir une étoile changer sous ses yeux règle définitivement la question de savoir s'il faut un gros télescope pour faire de l'astronomie.
Suivre l'éclipse d'Algol demande zéro matériel — mais après ?
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