QU'EST CE QU'UNE ETOILE ?
Voici le diagramme qui représente les familles d'étoiles : la plupart d'entre elles se situent dans la séquence principale, ce sont les étoiles qui sont dans leur phase principale, ensuite, lorsque elles sont mourrantes, elles grossissent et deviennent des géantes ou supergéantes, moins chaudes, car de couleur plus rouge. Enfin, elles finissent leur vie en naines blanches, très faibles mais relativement chaudes...
Toutes les étoiles visibles de la Terre sont situées dans notre galaxie, la Voie Lactée, une spirale de 100000 années lumières de diamètre, avec un bulbe central, et composé d'environ 100 milliards d'étoiles... Les étoiles, dont le Soleil, tournent autour de son noyau, en 200 millions d'années environ. Le Soleil est situé à 30000 années lumière du centre de la Voie Lactée., qui nous est invisible, car masquée par des centaines d'étoiles... C'est pourquoi quand on croit reconnaître en un point une étoile, il peut y en avoir plusieurs, qui sont situées dans le même axe, très éloignées l'une de l'autre.
Maintenant, voyons le fonctionnement d'une étoile, en suivant son évolution de sa naissance à sa mort :
- tout d'abord, les étoiles ne peuvent se former que dans des nuages de gaz interstellaires, créés en même temps que la galaxie, ou résultant de la mort d'une ancienne étoile...
- petit à petit, le nuage de gaz, appelé aussi nébuleuse, commence à se concentrer, augmentant petit à petit sa densité, puis il se met à tourner, formant un disque...
- lorsque la pression au centre du nuage devient suffisante, la température atteint plusieurs millions de degrés Celsius, et des réactions nucléaires s'amorcent, donnant naissance à une protoétoile...
- la protoétoile continue d'attirer du gaz de la nébuleuse vers elle, et grossit de plus en plus, faisant augmenter sa force gravitationnelle, et augmentant le volume de gaz attiré.
- lorsque il n'y a plus de gaz à capturer, l'étoile devient stable, et entre dans sa phase principale, qui peut durer de quelques millions à plusieurs milliards d'années...
- en effet, les plus grosses étoiles vivent beaucoup moins longtemps que les plus petites, bizarre, elles on plus de réserves de combustible... Oui, mais voilà, ces grosses étoiles sont très gourmandes, elles consomment beaucoup plus de combustible que les petites, et celui-ci vient à manquer rapidement...
- lorsque l'hydrogène au cœur de l'étoile est totalement transformé en hélium grâce à la fusion nucléaire, la température augmente, pour permettre à l'hélium de fusionner en éléments plus lourds : cette réaction produit plus d'énergie,et l'équilibre entre la force qui tend à faire exploser l'étoile et l'attraction gravitationnelle est rompu... La force d'explosion devient plus forte que l'attraction gravitationnelle, qui tend à écraser l'étoile sur elle-même, donc le volume de l'étoile augmente... Elle devient une géante rouge, rouge parce que plus volumineuse : en effet, plus l'étoile est grande, plus la surface de celle-ci l'est, et la chaleur produite par l'étoile ne suffit pas à maintenir une température en surface stable ; cette température diminue, et l'étoile devient de plus en plus rouge, couleur des étoiles "froides" (3000°C, c'est quand même pas un congélateur!).
- lorsque l'étoile a fait fusionner des éléments de plus en plus lourd et qu'elle a atteint sa taille maximale, elle ne peut plus synthétiser d'autres éléments plus lourd, et la force d'attraction prend le dessus, l'étoile se ratatine sur elle-même, et éjecte ses couches externes. On obtient au centre une naine blanche, de la taille de la Terre, vestige du noyau de l'étoile, et dont un morceau de la taille d'un sucre pèse plusieurs tonnes, cela était du à la très forte densité de ce cadavre stellaire. Pendant ce temps, les couches externes s'éloignent, formant une sphère de plus en plus grande autour de l'étoile : une nébuleuse planétaire. Ce sont les gaz de cette nébuleuse qui vont servir à former une nouvelle étoile. Pourtant, il n'y a plus d'hydrogène! Et si, en fait, lors de sa vie, une étoile consomme seulement 10% de son hydrogène, et cela parce que la température de fusion n'est atteinte que dans le noyau de l'étoile, l'hydrogène des couches externes n'est pas utilisé... A ce propos, lorsque, dans 5 milliards d'années, le Soleil aura commencé sa phase terminale, si l'homme a atteint une technologie suffisamment avancée, et je n'en doute pas (5 milliards d'années c'est long!) , sauf s'il y a eu quelques problèmes technologiques, créant son extinction... Prudence!
- les naines blanches ne se forment que pour les étoiles dont la masse n'excède pas une fois et demi celle du Soleil, au-dessus de cette masse, l'étoile explose littéralement et son noyau se contracte en un corps encore plus petit qu'une naine blanche, une étoile à neutron, si dense que le même morceau de le taille d'un sucre pèserait cette fois-ci plusieurs milliards de tonnes! Ce phénomène est appelé supernovae : pendant quelques semaines, l'étoile devient des milliers de fois plus brillante, et émet une grosse bouffée d'énergie. Une supernovae très célèbre a explosé en 1054, elle a été observé par les chinois, et forme aujourd'hui la nébuleuse du crabe, dans la constellation du taureau.
Une supernovae : gigantesque explosion stellaire caractérisée par une soudaine bouffée d'émission de rayons gamma, X et ultraviolets...
- si l'étoile est vraiment très massive, elle devient un trou noir, une sorte de gouffre spatial sans fond qui attire tout ce qui passe à proximité, même la lumière! C'est pour cette raison qu'on ne peut pas les voir quand ils n'attirent pas de matière : dans ce dernier cas, les gaz et corps aspirés forment une spirale autour du trou noir, et émettent une grande quantité d'énergie au moment où ils disparaissent dans le trou noir, c'est grâce à cela qu'on peut détecter un trou noir. Enfin, pour rassurer, les probabilités que la Terre et le Soleil disparaissent dans un trou noir sont extrêmement faibles : l'espace est immense, et les trous noirs (que l'on a découvert, ou dont on a établi le nombre approximatif...) pas si nombreux...
Ce schéma résume
la vie d'une étoile, et sa destinée en fonction de sa masse initiale
:
- naine blanche pour les moins massives
- étoile à neutrons ou pulsar pour les étoiles de quelques
masse solaires
- trou noir pour les plus massives