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Les Étoiles de type MS, S et SC

Introduction

Les étoiles de type MS, S et SC sont des étoiles de couleur rouge et de température de surface de l'ordre de 2 000 à 3 000 K. Leurs spectres sont principalement caractérisés par des bandes moléculaires d'oxyde de titane (TiO), d'oxyde de zirconium (ZrO), et par des bandes d'oxyde de vanadium (VO), d'yttium (YO) et de lanthane (LaO). Des raies d'éléments metalliques plus lourds que le fer sont également présentes, issues du processus s.
Ce sont généralement, des étoiles variables géantes à longue période, lumineuses et pulsantes. Elles formeraient un groupe intermédiaire entre les étoiles de type M et les étoiles de type C, marqué par l'évolution du rapport C/O (∼0,2 dans les étoiles M et > 1 dans les carbonées).
En effet, J.M. Scalo et de J.E. Ross, dans leur publication, Synthetic spectra of red giants. I. Representative band head profiles of diatomic molecules , parue en 1976 dans Astronomy and Astrophysics, vol. 48, no. 2 ont montré que la séquence M → MSSSC → C représente l'augmentation du rapport Carbone / Oxygène dans l'atmosphère de ces étoiles, le rapport atteignant l'unité dans les étoiles SC.

La classification présentée est celle de P.C. Keenan et P.C. Boeshaar, proposée dans leur publication, Spectral types of S and SC stars on the revised MK system , parue en 1980 dans Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 43.
Cette classification considère le rapport C/O, la température, et l'intensité estimée des bandes de ZrO, de TiO, de la raie du sodium Na I (raie D), des bandes YO et de la raie du litihium (Li I) à 6708 Å.
La notation s'écrit sous la forme : S X / n[ e] où X représente le type de température, en correspondance avec les étoiles géantes de type M, n le rapport C/O. Le [ e] est ajouté lorsque l'étoile présente des raies en émissions. De plus, l'intensité des différentes bandes moléculaires et élements cités ci-dessus peut-être spécifiée par un indice.
Par exemple, la notation du type spectral R Cyg s'écrit : S4-8/6e où l'indice "4-8" correspond au type de température M4-M8 (R Cyg est une variable), l'indice "6" au rapport C/O (ici 0.99), impliquant de fortes bandes ZrO et l'absence de bandes de TiO. Ci-joint, extrait de l'article de Keenan et Boeshaar, les critères de classification des étoiles MS, S et SC : Classification Criteria for the Sequence MS-S-SC

Caractéristiques des étoiles MS, S et SC
• Étoiles MS :
Prédominance des bandes moléculaires de TiO. Bandes de ZrO à peine détectable. Spectres semblables aux spectres d'étoiles de type M.
• Étoiles S :
Bandes moléculaires ZrO ≤ TiO jusqu'à SX/3
ZrO > TiO jusqu'à SX/7 avec TiO = 0 à SX/6.
SX/7 = SCX/7 → ZrO faibles et raies Na I D relativement fortes.
• Étoiles SC :
SCX/7 = SX/7
SCX/8 → absence de bandes ZrO, de bandes C 2 et raies Na I D très fortes.
SCX/9 → C 2 très faibles et Na I D très fortes.
SCX/10 = C-N C 2 1 → bandes C 2 faibles et Na I D fortes.

Pour finir, une distinction est établie entre les étoiles S "extrinsèques", pauvres en technétium (Tc), toutes membres d'un système binaire, et les étoiles S "intrinsèques", riches en technétium, issu de la nucléosynthèse liée au processus s. (voir la publication de Van Eck et al The HIPPARCOS Hertzsprung-Russell diagram of S stars: Probing nucleosynthesis and dredge-up , parue en 1998 au Astronomy and Astrophysics, Vol.329, p.971-985.)

Les magnitudes des étoiles ont été obtenues sur le site de American Association of Variable Star Observers (AAVSO), en affichant le lien Light Curve Generator (LCG), qui fournit, par date, la luminosité des étoiles recherchées.

Profils Spectraux

[Pour info : Double-cliquez sur les images pour ouvrir les spectres commentés.]

Les étoiles MS
ST Her - M6S-M7SIII:

Située dans la constellation d'Hercule - Mag V 6.8 - 8.3 - Étoile référence : Iot CrB (HD143807 - Miles) à 18°47' de distance
Magnitude estimée lors de l'acquisition : ∼8 (AAVSO - Visuel)

 

Les étoiles S
Chi Cyg - S6-9/1-2e

Située dans la constellation du Cygne - Mag V 3.3 - 14.2 - Étoile référence : Gam Lyr (HD176437 - Miles) à 10°49' de distance
Magnitude estimée lors de l'acquisition : ∼6.2 (AAVSO - Visuel)

 

AA Cyg - S6/3

Située dans la constellation du Cygne - Mag V 8.76 - Étoile référence : Gam Lyr (HD176437 - Miles) à 14°03' de distance
Magnitude estimée lors de l'acquisition : ∼8.9, le 22 juillet 2020 (AAVSO - Visuel)

 

R Cyg - S4-8/6e

Pas d'émission visible

Située dans la constellation du Cygne - Mag V 6.1 - 14.4 - Étoile référence : Gam Lyr (HD176437 - Miles) à 18°51' de distance
Magnitude lors de l'acquisition : 12.244 (AAVSO - Filtre V)

 

Les étoiles SC
RR Her - SC5.5-C7,1e / Keenan / Boesharr (1980) : SC5.5/10

Pas d'émission visible

Située dans la constellation d'Hercule - Mag V 8.80 - Étoile référence : Iot CrB (HD143807 - Miles) à 20°43' de distance

rrherm ,

 

Spectres synthétiques (Visual Spec)

Présentation Étoiles MS, S et SC

Comparaisons de profils spectraux

Comparaison ST Her avec R Cas (M6.5-9e)