Sources d énergie Astro 1
Qu est-ce qu une étoile? H Une énorme boule de gaz chauds et lumineux H Une source d énergie H Un laboratoire chimique où s élaborent des éléments variés H Un astre qui évolue: il naît, vit et meurt Le Soleil, vu par SOHO V 2 2
Comment l énergie est-elle produite? H L hydrogène, constituant principal des étoiles, se transforme en hélium par réaction de fusion nucléaire H Pendant des millions ou des milliards d années, l étoile produit de l énergie en consommant son hydrogène V 2 3
Elles naissent, vivent, meurent H Les étoiles naissent dans des nébuleuses (nuages de gaz), H elles «vivent» en consommant leur hydrogène, H quand la réserve d hydrogène est épuisée, elle meurent Œ la façon dont elles meurent dépend de leur masse... V 2 4
Naissance des étoiles H Un nuage de gaz se contracte en une ou plusieurs boules, sous l effet de la gravitation H Ces boules, à force de se contracter, s échauffent H Quand la température atteint 10 millions de degrés, des réactions nucléaires s amorcent: des étoiles naissent. 5
Vie des étoiles H La plus grande partie de la vie des étoiles est consacrée à la fusion de l hydrogène, le «carburant» des étoiles H Les étoiles les plus massives ont des noyaux très chauds où se produisent beaucoup de réactions de fusion Œ elles brûlent leur carburant à toute vitesse, et ne vivent que quelques millions d années H D autres, comme le Soleil, peuvent briller pendant 10 milliards d années Œ on estime que le Soleil est au milieu de sa vie: encore 5 milliards d années... 6
Mort des étoiles: cas des étoiles peu massives H Lorsque tout l hydrogène s est transformé en hélium, d autres réactions s amorcent et l étoile se met à grossir: elle devient une géante rouge. H Puis, sa matière se disperse dans l espace, sous forme d un nuage de gaz en expansion (une «nébuleuse planétaire») Au centre, il ne reste qu un noyau, une «naine blanche». La nébuleuse Dumbell (M27); photo: ESO c est le sort de notre Soleil dans 5 milliards d années L anneau de la Lyre (M57) 7
Mort des étoiles: cas des étoiles très massive H L étoile grossit et devient extrêmement chaude (des milliards de degrés) sous l action de réactions nucléaires successives. C est une supergéante,, brillante comme des milliers de soleils. H Tout finit par une gigantesque explosion, une supernova, qui disperse la matière dans l espace. La nébuleuse du Crabe (M1); photo: ESO H Il ne reste qu un noyau extrêmement dense: étoile à neutrons ou trou noir. une bille de 1cm pèserait le poids de la Terre! 8
Sources d énergie et de matière H Les étoiles produisent de la lumière et de la chaleur, mais aussi la matière dont nous sommes constitués! Œ par réactions nucléaires successives, l hydrogène se transforme en hélium, carbone, oxygène, silicium, fer... Œ ces nouveaux matériaux sont dispersés dans l espace à la mort de l étoile... 9
Astres colorés H Suivant la température de leur surface, les étoiles ont des couleurs différentes: Œ étoiles très chaudes: bleu exemples: Rigel, Régulus Œ étoiles moyennement chaudes: blanches, jaunes exemples: Soleil, Capella, Deneb Œ étoiles peu chaudes: orange, rouge exemple: Bételgeuse H Une géante rouge a un noyau très chaud, mais une surface peu chaude V 2 10
...plus ou moins brillants H Certaines étoiles sont bien plus brillantes que le Soleil H La brillance d une étoile dans le ciel dépend de son éclat propre et de sa distance H On utilise la notion de magnitude pour indiquer la brillance d une étoile (ou d autres objets du ciel) Œ magnitude de la polaire: 2 Œ les plus faibles étoiles visibles à l œil nu ont une magnitude de 6 Œ étoile la plus brillante du ciel: Sirius (magnitude -1,6) H Certaines étoiles sont «variables» 11
Quand les étoiles vont par deux ou plus... H Beaucoup d étoiles sont doubles: Œ là où l on croit qu il y a une seule étoile, un télescope révèle qu il y a 2 étoiles très rapprochées! Œ Ces étoiles sont en général liées gravitationnellement,, c est-à-dire que l une tourne autour de l autre H Certaines étoiles sont même triples, quadruples... V 2 12
Observer les étoiles H à l œil nu Œ observer les différences d éclat et de couleur, Œ quelques étoiles doubles peuvent être observées (exemple: Mizar et Alcor dans la Grande Ourse) H avec un instrument Œ les couleurs ressortent, Œ de nombreuses étoiles invisibles apparaissent, Œ les étoiles doubles se séparent, Œ les amas se révèlent... V 2 13