Étoiles doubles d'été : optique ou vraiment liées ?

Il y a une question que je pose souvent aux gens qui découvrent une étoile double dans l'oculaire, la première fois. « Alors, elles tournent l'une autour de l'autre ? » Et la vraie réponse, la plupart du temps, c'est : ça dépend, et parfois personne n'en sait rien. Les étoiles doubles de l'été sont un terrain parfait pour comprendre pourquoi. Trois cibles suffisent, toutes visibles de juin à septembre, toutes atteignables avec du matériel modeste : Albireo, Mizar-Alcor et Epsilon Lyrae. Et chacune illustre un cas différent.

Commençons par le vocabulaire, parce que c'est là que tout se joue. Une double physique, une binaire, ce sont deux étoiles réellement liées par la gravité, en orbite l'une autour de l'autre. Une double optique, c'est un trompe-l'œil : deux étoiles situées à des distances très différentes, sans aucun lien, mais qui tombent par hasard sur la même ligne de visée depuis la Terre. À l'oculaire, les deux se ressemblent. Il faut mesurer les distances pour trancher, et c'est un travail de satellite, pas d'amateur.

Si vous ne deviez en pointer qu'une, ce serait celle-là. Albireo, à la tête du Cygne, est la double la plus citée du ciel, et pour une bonne raison : le contraste de couleurs est saisissant. Une composante ambre, orangée, de magnitude 3,1, et une compagne franchement bleu-vert, de magnitude 5,1, séparées d'environ 34 à 35 secondes d'arc. Aux jumelles 10x50 tenues bien stables, on devine déjà la dualité ; mais pour que les couleurs éclatent vraiment, il faut monter à 50 ou 80 fois, donc passer à la lunette ou au télescope.

Et le statut d'Albireo ? Voilà où je dois vous freiner. On a longtemps supposé un couple physique. Les mesures récentes du satellite Gaia (données eDR3) placent les deux composantes à des distances sensiblement différentes, un écart qui penche plutôt du côté de la double optique. Mais rien n'est tranché officiellement. Honnêtement, c'est ce flou qui me plaît : l'objet le plus admiré du ciel d'été n'a pas encore livré son vrai statut. Détail que peu de gens connaissent : la composante orangée cache elle-même un compagnon très serré, à seulement 0,4 seconde d'arc, hors de portée de tout télescope d'amateur. Sa distance reste, elle aussi, un sujet de débat entre la valeur historique souvent citée, plus de 400 années-lumière, et les mesures Gaia par composante.

Beaucoup de guides rangent Mizar-Alcor dans le même sac qu'Albireo, comme un exemple de double optique visible à l'œil nu. C'est faux, et c'est justement ce qui rend le couple intéressant.

Le duo se niche dans le manche de la Grande Ourse. À l'œil nu, si votre vue est bonne, vous séparez Mizar (magnitude 2,2) d'Alcor (magnitude 3,99), distantes d'environ 12 minutes d'arc. Les Arabes et les Perses de l'Antiquité s'en servaient comme test de vue, et je trouve ça beau qu'on utilise encore aujourd'hui le même repère pour vérifier qu'un ciel est assez transparent. Sauf que ces deux étoiles ne sont pas un hasard de perspective : une étude statistique de 2011 leur attribue une probabilité de 100 % d'être gravitationnellement liées. Elles sont à environ 83 années-lumière, et forment une binaire très large, un couple physique réel, pas une illusion.

Poussez un peu plus loin. Braquez un petit télescope sur Mizar seule, et elle se dédouble à son tour : deux composantes séparées de 14,4 secondes d'arc. C'est une séparation confortable, accessible dès la petite lunette. Et ce n'est pas n'importe quelle double : Mizar est la première étoile jamais reconnue comme double au télescope, en 1650. La première de l'histoire. Chaque fois que je la montre à quelqu'un, je repense à ça, au tout premier astronome qui a compris qu'une étoile pouvait en cacher une autre.

Troisième cible, la plus exigeante, et la préférée de ceux qui veulent jauger leur matériel. Epsilon Lyrae brille tout près de Véga, à la limite de l'œil nu. Aux jumelles, elle se sépare en deux étoiles : la paire large, distante d'environ 208 secondes d'arc. Jusque-là, facile.

Le piège arrive ensuite. Chacune de ces deux étoiles est elle-même une double serrée, avec des séparations de l'ordre de 2,2 à 2,8 secondes d'arc selon les sources et l'époque de mesure. C'est là que ça se corse. Pour voir les quatre étoiles distinctement, il faut un télescope d'au moins 130 à 200 mm bien collimaté, et pousser le grossissement au-delà de 150 fois. En dessous, vous verrez des étoiles allongées, ovales, mais pas dédoublées. Un bon test de nuit stable autant que d'optique.

Reste la question pratique : jusqu'où votre télescope peut-il aller ? Il existe une règle simple, le critère de Dawes, qui donne le pouvoir séparateur théorique d'un instrument. La formule : 116/D en mm, où D est le diamètre de l'ouverture. Un télescope de 200 mm atteint ainsi une limite de 0,58 seconde d'arc. Elle a été établie empiriquement par l'astronome britannique William Rutter Dawes, en comparant les performances de plusieurs lunettes. Un critère voisin, celui de Rayleigh (138/D en mm), est environ 19 % plus conservateur, parce qu'il découle de la théorie de la diffraction plutôt que de l'observation directe.

En pratique, retenez ceci. Des jumelles 10x50 vous ouvrent Mizar-Alcor et la paire large d'Epsilon Lyrae. Une petite lunette de 60 mm dédouble Mizar elle-même et fait chanter les couleurs d'Albireo. Et il faut viser 130 à 200 mm pour craquer la double-double au complet. Aucun de ces objets n'exige une fortune ; si vous hésitez encore sur votre premier instrument, j'ai posé les critères dans mon comparatif entre réfracteur, réflecteur et Dobson.

Un dernier conseil de terrain. Ces étoiles se repèrent toutes à partir du Triangle d'été, la figure la plus fiable des nuits chaudes : Albireo à la tête du Cygne, Epsilon Lyrae collée à Véga. Et pour comprendre ce que veulent dire ces chiffres de magnitude que je cite sans arrêt, l'éclat apparent d'une étoile, jetez un œil à l'échelle de Pogson. Reste à trouver une nuit noire, loin des lampadaires ; là-dessus, le repérage des sites de ciel sombre en France fait le tri. Le reste, c'est de la patience.

• https://en.wikipedia.org/wiki/Albireo
• https://en.wikipedia.org/wiki/Mizar_and_Alcor
• https://en.wikipedia.org/wiki/Mizar
• https://www.skyatnightmagazine.com/advice/epsilon-lyrae
• https://www.stelvision.com/astro/fiche-observation/albireo-et-epsilon-lyre-etoiles-surprises/
• https://www.astronomy.com/science/101-must-see-cosmic-objects-mizar-and-alcor/
• https://oasi.org.uk/Telescopes/Dawes_limit/Dawes_limit.php
• https://www.rocketmime.com/astronomy/Telescope/ResolvingPower.html