Red clump
En astronomie, le red clump (en français grumeau rouge[1]) désigne une zone du diagramme de Hertzsprung-Russell correspondant aux géantes rouges de population I — c'est-à -dire dont la métallicité est du même ordre que celle du Soleil — tirant leur énergie d'une part de la fusion de l'hélium en carbone 12 par réaction triple-alpha au cœur de l'étoile et d'autre part de la fusion de l'hydrogène par réaction proton-proton dans une enveloppe autour du cœur. Ces étoiles sont plus lumineuses que les étoiles de même température appartenant à la séquence principale — ou plus froides que les étoiles de la séquence principale de même luminosité ; elles se situent par conséquent au-dessus et à droite de la séquence principale dans le diagramme de Hertzsprung-Russell.
Le grumeau rouge est en quelque sorte l'équivalent, pour les étoiles de population I, de la branche horizontale du diagramme de Hertzsprung-Russell, qui concerne quant à elle les étoiles de population II — c'est-à -dire de faible métallicité : red clump et branche horizontale regroupent des étoiles qui tirent leur énergie de la fusion de l’hélium en leur cœur, tandis que la séquence principale regroupe des étoiles tirant leur énergie de la fusion de l’hydrogène en leur cœur.
La magnitude absolue des géantes rouges du grumeau rouge est théoriquement indépendante de l'âge et de la métallicité de ces étoiles, ce qui permettrait d'utiliser ces dernières pour calculer l'éloignement des structures où elles se trouvent : la différence entre la magnitude apparente et la magnitude absolue correspond au module de distance, lequel est directement en relation avec la distance séparant ces étoiles de notre planète. Cela en fait donc un outil d'estimation des distances astronomiques[2], calibré notamment dans la bande K (proche infrarouge)[3] à l'aide des étoiles du Grand Nuage de Magellan[4], ce qui a permis en retour d'affiner l'évaluation de l'éloignement de ce dernier[5].
Exemples
Un certain nombre de géantes rouges visibles dans le ciel nocturne sont en réalité des étoiles du red clump, de type K précoce ou de type G tardif :
Arcturus a parfois été classée comme une étoile géante du red clump[8] mais à l'heure actuelle elle est plus souvent considérée comme une étoile de la branche des géantes rouges, quelque peu plus froide et plus lumineuse qu'une étoile du red clump[9].
Notes et références
- (en) Entrée « red clump » [« grumeau rouge »] [php] dans Mohammad Heydari-Malayeri, An etymological dictionary of astronomy and astrophysics: english-french-persian [« Un dictionnaire étymologique d'astronomie et d'astrophysique : anglais-français-persan »], Paris, Observatoire de Paris, - (lire en ligne [php]).
- (en) Liu Gang et Zhao Gang, « Spectral analysis of redclump giants and their use as standard candles in the wavebands I and K », Chinese Astronomy and Astrophysics, vol. 29, no 1,‎ , p. 39-52 (lire en ligne) DOI 10.1016/j.chinastron.2005.01.004
- (en) David R. Alves, « K-Band Calibration of the Red Clump Luminosity », The Astrophysical Journal, vol. 539, no 2,‎ , p. 732-741 (lire en ligne) DOI 10.1086/309278
- (en) David R. Alves, Marina Rejkuba, Dante Minniti et Kem H. Cook, « K-Band Red Clump Distance to the Large Magellanic Cloud », The Astrophysical Journal Letters, vol. 573, no 1,‎ , L51-L54 (lire en ligne) DOI 10.1086/341992
- (en) Andrew A. Cole, « Age, Metallicity, and the Distance to the Magellanic Clouds From Red Clump Stars », The Astrophysical Journal Letters, vol. 500, no 2,‎ , L137-L140 (lire en ligne) DOI 10.1086/311422
- (en) Thomas R. Ayres et al., « The Coronae of Moderate-Mass Giants in the Hertzsprung Gap and the Clump », The Astrophysical Journal, vol. 496, no 1,‎ , p. 428–448 (DOI 10.1086/305347, Bibcode 1998ApJ...496..428A)
- (en) Bun'ei Sato et al., « A Planetary Companion to the Hyades Giant ε Tauri », The Astrophysical Journal, vol. 661, no 1,‎ , p. 527–531 (DOI 10.1086/513503, Bibcode 2007ApJ...661..527S)
- (en) R. Maeckle et al., « A model-atmosphere analysis of the spectrum of Arcturus », Astronomy & Astrophysics, vol. 38,‎ , p. 239 (Bibcode 1975A&A....38..239M)
- (en) I. RamÃrez et C. Allende Prieto, « Fundamental Parameters and Chemical Composition of Arcturus », The Astrophysical Journal, vol. 743, no 2,‎ , p. 135 (DOI 10.1088/0004-637X/743/2/135, Bibcode 2011ApJ...743..135R, arXiv 1109.4425)
- (en) « Red Clump Stars as Distance Indicator », page de Krzystof Stanek remontant au siècle dernier introduisant l'utilisation des étoiles du red clump pour le calcul des distances.