À la recherche des variations des étoiles fixes - Archive ouverte HAL
Books Year : 2016

À la recherche des variations des étoiles fixes

Abstract

Do bright stars have secular brightness variations ? Although this problem has been studied by some astronomers during the last centuries, no serious answer has been given to it. A hundred years ago, C. Flammarion collected old stars brightness estimates and published them in his book Les étoiles et les curiosités du ciel. It was obvious to him that a great number of stars had secular variations. Pickering (1895) and Zinner (1926) published two other compilations of catalogues. They did not agree with Flammarion's opinion, but they were not really able to analyze the amount of genuine information the old data contained. No other study has been published since then. New data analysis methods have been created in the last years, such as Correspondence Factorial Analysis, that allow further studies of large data tables. The aim of the work here presented is to appraise whether those methods can help to progress in this secular variations problem. The use of original sources allows to build a table of data integrating "signatures" of suspected causes for the magnitude différences (from astrophysical causes to data reliability problems). Factorial analyses of this table have be performed, thanks to new data coding methods, as "differences with expected values" coding or "unsharpened" coding, created to get rid of notation differences between observers. It is not possible to find significatively correlated "signatures" and expected effects, such as color observers' equations, are not visible. It seems that there is a kind of global brightness "memory", from one catalogue to an other, except for Sir William Herschel's catalogue which is also the only one to give brightness comparison and not magnitudes values. Perhaps has it been protected from this "memory" effect by this notation difference ? This work does not pretend to close the debate about secular variations. It ends with the description of the further inquiries that are to be done : in order to draw astrophysical conclusions, it can be then useful to test some statistical treatment combining factorial and Fourier analyses. Such treatment could allow to get rid of phase information and open the way for periods correlation studies.
Les étoiles brillantes connaissent-elles des variations séculaires d’éclat ? Telle est la question centrale de la thèse soutenue en 1990 par Olivier Las Vergnas et rééditée ici tant pour son intérêt astronomique que comme étude de cas méthodologique. Dans ce travail, l’analyse factorielle des correspondances est mise au service de l’exploration de données recueillies et consignées durant deux millénaires par Hipparque, Ptolémée, Ulug Beg, Abd Al Rahman Al Sufi, Tycho Brahé, Hevelius, Sir W. Herschell, et jusqu’aux instruments photo-électriques actuels. L’auteur mobilise les outils contemporains de l’analyse multidimensionnelle pour explorer un corpus hybride, mélange de données quantitatives et qualitatives, proposant ainsi un travail très éclairant sur le plan des méthodologies d’études mixtes. L’ouvrage intéressera autant les passionnés d’astronomie et d’histoire des sciences que les étudiants en sciences humaines et sociales à la recherche d’études de cas illustrant la question du recodage de données disparates. Les étoiles brillantes ont-elles des variations séculaires d'éclat ? Bien que plusieurs astronomes aient étudié ce sujet au cours des siècles écoulés, aucune réponse satisfaisante n'y a été donnée. Il y a un siècle, C. Flammarion rassembla les anciennes estimations et les publia dans son ouvrage Les étoiles et les curiosités du ciel. Il était évident de son point de vue qu'un grand nombre d'étoiles avaient eu des variations séculaires. Pickering (1895) et Zinner (1926) publièrent deux autres compilations de catalogues. Ils ne partageaient pas le point de vue de Flammarion, mais ne purent interpréter l'information contenue dans les données. Il n'y a pas eu d'étude plus récente sur ce sujet. De nouvelles méthodes d'analyse -comme l'analyse factorielle des correspondances- ont été créées ces dernières années, qui permettent d'étudier de manière approfondie de grands tableaux de données. La finalité du travail présenté ici est de voir si ces méthodes peuvent nous aider à résoudre ce problème des variations séculaires. La compilation des catalogues originaux permet de constituer un tableau de données intégrant des éléments "signatures" des diverses causes susceptibles d'expliquer les écarts d'éclats (des causes astrophysiques à la non-fiabilité des données). Plusieurs analyses factorielles, utilisant des codages spécifiques des données, comme "l'écart aux valeurs attendues" ou le "codage flou en magnitude entière", créés pour limiter les différences de notations entre les observateurs sont effectuées. Il n'en ressort pas de "signatures" significativement corrélées avec les écarts d'éclats ; en particulier, il n'y a pas d'effet de couleur constaté. Il semble y avoir globalement "mémoire" des éclats d'un catalogue sur l'autre. Seul échape à cette règle, le catalogue de Sir William Herschel, qui est également le seul à contenir des comparaisons d'éclat et non pas des valeurs de magnitude. Cela amène à se demander si il n'aurait pas été protégé de cet effet de "mémoire" à cause de sa différence de notation. Ce travail ne clôt pas la question. Il se termine par la définition de nouvelles analyses à mettre en place : pour tirer des conclusions astrophysiques, il peut être utile de tester des traitements combinant l'analyse factorielle et l'analyse de Fourier. De tels traitements permettront de se débarasser de l'information de phase et d'effectuer des études de corrélation de périodes.
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Dates and versions

hal-01382050 , version 1 (15-10-2016)

Identifiers

  • HAL Id : hal-01382050 , version 1

Cite

Olivier Las Vergnas. À la recherche des variations des étoiles fixes. éditions des archives contemporaines, 2016, 9782813002372. ⟨hal-01382050⟩

Relations

  • is illustrated by https://hal.science/hal-01421425
  • has part https://theses.hal.science/tel-00655551 - PRESENTATION PAR L’EDITEUR Gérardo Baulista, Président Directeur Général des Editions des archives contemporaines et du groupe Contemporary Publishing International C’est à propos de publications concernant les rapports aux savoirs ou la réflexivité des malades chroniques que j’ai d’abord rencontré Olivier Las Vergnas, ce qui nous a permis de lancer plusieurs projets d’ouvrages mais aussi d’envisager ensemble de nouveaux modes de production de contenus, susceptibles de favoriser à la fois la circulation des connaissances scientifiques et le développement de coproductions pédagogiques. Lorsque que j’ai eu ensuite connaissance de ses anciens travaux de thèse au croisement des sciences de l’univers, de l’histoire des sciences et de l’analyse factorielle, je me suis dit que ceux-ci avaient tout à fait leur place dans notre catalogue en matière d’astronomie car ils me semblaient tout à fait emblématiques de recherches qui n’étaient pas seulement aux frontières de plusieurs disciplines, mais épistémologiquement pluridisciplinaires, c’est-à-dire mobilisant en synergie des appareils propres à chacune de ces trois disciplines. Olivier Las Vergnas m’a rapidement donné son accord, tout en ajoutant une volonté supplémentaire d’ouverture puisqu’il m’a précisé qu’il trouvait intéressant de republier ce travail 25 ans après sa soutenance sous une condition particulière : Celle de ne pas se contenter de l’encadrer d’une préface et d’une postface consacrées respectivement à la contextualisation de ces travaux dans le champ général de l’histoire des sciences et de l’astrophysique, mais d’y ajouter une introduction montrant en quoi de tels travaux pouvaient être utiles aux étudiants et jeunes chercheurs confrontés à la question du traitement des corpus de données mélangeant du quantitatif et du qualitatif. Il pensait en particulier aux étudiants et chercheurs en sciences de l’éducation mais aussi plus généralement à tous ceux de sciences humaines et sociales plus ou moins emprisonnés dans la représentation qu’il leur était inévitable de choisir entre méthodes quantitatives ou qualitatives, dans une logique de tiers exclu. Même s’il me semblait évident qu’en termes de marketing classique cette nouvelle ambition allait rendre le projet de cet ouvrage encore plus difficile à faire rentrer dans les catégories et les typologies monodimensionnelles de nos catalogues habituels, j’ai rapidement été convaincu de l’intérêt de cette proposition. Voilà donc comment est né cet ouvrage, rendant compte de travaux intéressant l’astrophysique et plus particulièrement la dynamique stellaire, enrichissant en matière d’histoire des sciences et d’analyse des données et visant aussi les étudiants et jeunes chercheurs en sciences humaines et sociales, intéressés, voire préoccupés par des questions de méthodologie mixte. En tant qu’éditeur, nous sommes à la fois heureux et fiers de l’avoir à notre catalogue. Bonne lecture pluridisciplinaire.
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