Vie et mort des étoiles

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Vie et mort des étoiles 1° partie

EN BREF:

1. Les étoiles se comptent par centaines de milliards au sein d'une seule et unique galaxie. La nôtre, la voie lactée, en compte entre 200 et 400 milliards.
2. Elles naissent dans des nuages de poussière et de gaz, qui jouent le rôle de "pouponnières d'étoiles" ou nurseries stellaires, telles la nébuleuse de l'aigle ( située à 7000 A.L), la nébuleuse du crabe (6000 A.L) ou celle de la patte de chat (5500 A.L).
3. L'hydrogène est l'élément le plus simple et le plus répandu dans l'univers, il est essentiel dans la compostion des étoiles. Les gaz et poussières s'unissent lentement pour former des "petits" nuages à l'intérieur de la nébuleuse. Ils sont rassemblés par la force de gravitation.
4. En se contractant, chaque nuage peut produire des milliers d'étoiles. Pour former une étoile comme le soleil (1.5 M de Km de diamètre), il faut un amas de gaz et de poussière 100 fois plus grand.
5. Au début, la température de ces nuages est très basse (-70° C, ou 203°K), au fur et à mesure que la gravitation les fragmente et les compresse, leur température augmente, et, au bout de quelques milliers d'années, ces nuages compacts auront pris alors la forme d'un disque applati, dont le centre fondu par la gravitation est transformé en une sphère de 2 millions de degrés.
6. Le nouveau système lumineux ainsi obtenu est une protoétoile ou protostar.
7. Au bout de 10 millions d'années plus tard, le noyau d'hydrogène de la jeune étoile dépasse les 18 millions de degrés, déclenchant ainsi une fusion thermonucléaire transformant les atomes d'hydrogène en hélium. C'est cette réaction nucléaire qui produit de l'énergie qui donne naissance à l'étoile et lui procure une source constante de lumière et de chaleur.
8. L'étoile produit ainsi sa propre chaleur et sa propre lumière, ce qui représente l'essence même d'une étoile : Quand il y a fusion, il y a naissance d'une étoile.
9. Une fois née, l'étoile va mener une lutte continue contre la gravitation qui tend à la broyer. La fission nucléaire permet à l'étoile de rester en état d'équilibre en produisant une pression orientée vers l'extérieur. Cet état représente la plus grande partie de la vie d'une étoile, phase appelée séquence principale.
10. Notre soleil est actuellement en séquence principale, ce qui nous permet de recevoir chaque jour la même quantité d'énergie permettant d'assurer la vie sur terre.
11. Les étoiles en séquence principale ne sont pas toutes semblables. Certaines sont plus petites et plus froides que le soleil, d'autres plus grandes et plus chaudes. les plus chaudes reflètent des longueurs d'onde virant vers le bleu ou même l'ultra-violet, et c'est le rouge qui est reflété par les plus froides.
12. Les petites étoiles froides et rouges comme proxima du centaure (4 A.L) sont appelées naines rouges, elles peuvent ne mesurer que 1/10 de la masse du soleil, et leur température extérieure est nettement plus basse(3000 °C). Elles sont les plus répandues dans l'univers. Les grandes étoiles bleues, plus de 20 fois la masse du soleil et 10.000 fois plus lumineuses, avec une température extérieure de plus de 25000 °C.
13. La taille et la masse d'une étoile joue un rôle capital pour sa vie et sa mort, Les plus massives vivent moins longtemps que les autres malgrè la quantité plus élevée en masse et en énergie dont elles disposent. Ceci est dû au fait que plus leur masse est grande, plus leur température et leur pression sont élevées ce qui implique une plus grande énergie produite pour une quantité énorme de matière dépensée. Une étoile 10 fois plus massive que le soleil vivra 1000 fois moins longtemps (10 millions d'années au lieu de 10 milliards pour le soleil).
14. Pour toutes les étoiles, la vie ne peut durer éternellement. Une fois leur combustible épuisé, la fusion s'arrète et la gravitation prend le dessus et les écrase. Pour les étoiles massives, la fin est sous forme d'une gigantesque déflagration, pour celles plus petites, la fin est une mort très lente dans le temps. Pour le soleil, qui brûle son combustible depuis 4,5 milliards d'années à l'économie, continuera à le faire pour encore 5 milliards d'années.
15. L'étoile, comme le soleil, qui aura brulé tout son hydrogène pendant dix milliards d'années, se contracte sous l'effet de la gravitation jusqu'à atteindre 180 millions degrés celcius, ce qui va lui permettre d'employer son hélium comme dernier recours en essayant de produire du carbone, et ceci durera quelques centaines de millions d'années.

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Vie et mort des étoiles 2° partie

EN BREF:

1. Sous l'effet de la chaleur infernale, l'enveloppe externe n'est plus retenue et se répand autour de l'étoile comme une nébuleuse. L'étoile tombe sur elle-même et se comprime jusqu'à ce que son noyau atteigne la taille de la terre. A ce moment, la gravitation se voit repoussée par la pression dégénérative des électrons qui se repoussent. L'étoile cesse de se comprimer et devient une naine blanche comme Sirius B (8,6 A.L), et celà pour des milliards d'années futures.
2. Une naine blanche a une masse supérieure à 300.000 fois celle de la terre pour une taille équivalente, un cm cube peut mesurer plusieurs milliers de tonnes.
3. La plupart des étoiles sont en couple ou sytème binaire comme sirius B avec sirius A -notre soleil ne l'est pas-. Si la naine blanche a une densité énorme, elle va "pomper" de la matière appartenant à sa compagne, s'enrichir d'hydrogène et grandir considérablement.
4. Si elle atteint 1,5 fois la masse du soleil, un emballement thermo-nucléaire fait exploser l'étoile la transformant en super-novae de type 1A.
5. Les étoiles supermassives (8 à 10 fois le soleil) sont vouées à devenir des super-novae de type 2. Une fois leur hydrogène épuisé, elles continuent à épuiser et transformer d'autres éléments encore plus lourds : hydrogène->hélium->carbone->Oxygène->néon->magnésium-sulfure...Et enfin le fer.
6. La fusion du fer en éléments plus lourds requiert de l'énergie, et au lieu de dégager de l'énergie, le noyau en demande et en absorbe. Ce noyau se développe donc sans fusion et devient instable. Quand sa taille atteint 1,5 fois celle du soleil il s'effondre se ramenant à la minuscule taille de 15 Km de diamètre.
7. Ce noyau rebondit et se fracasse sur les couches externes de l'étoile provoquant l'une des explosions les plus spectaculaires de l'univers. Le reste de l'étoile se disperse partout en éléments lourds.
8. Tous les éléments lourds de l'univers proviennent d'explosions d'étoiles de ce type, et en se dispersant, ils ont donné, et donnent encore naissance à des nouvelles étoiles, des nouvelles planètes et des nouvelles lunes, et plus merveilleux encore, ils donnent naissance à la vie. Les éléments de notre corps (fer, carbone, calcium ...oxygéne) proviennent d'étoiles.
9. Après l'explosion, le noyau de l'étoile reste intact mais plus petit qu'une naine blanche. La gravitation continue à l'écraser, mais rencontre en opposition la pression dégénérative des électrons qui ne peut résister indéfiniment. En effet un phénomène titanesque se produit : La combinaison entre électrons et protons qui donne des neutrons. Les électrons disparus -ou presque-, la gravitation l'emporte et écrase le noyau qui devient un minuscule objet de 15 Km de diamètre, mais ayant une densité au delà de l'énorme, plusieurs milliards de tonnes pour 1 centimètre cube.
10. Une étoile à neutrons a un champs magnétique énorme qui produit un faisceau lumineux tournoyant à plusieurs centaines de hertz en même temps que l'étoile qui devient un pulsar.

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Vie et mort des étoiles 3° partie

EN BREF:

1. Pour les étoiles encore plus massives, le noyau final ne peut résister au poids de leur effondrement, et se transforme en un objet de densité infini, représentant la victoire totale et ultime de la gravitation sur la masse et la destruction totale de l'étoile, et donnant naissance à l'objet le plus monstrueux de de l'univers : Le trou noir.
2. La région dans l'espace du trou noir est dotée d'une force de gravitation tellement dense que rien ne peut échapper à sa force d'attraction même la lumière.
3. D'autres explosions plus gigantesques se produisent dans l'univers par des étoiles 100 ou 150 fois plus massives que le soleil, sèment dans tout l'univers des quantités infinies d'éléments lourds comme le fer, surtout les étoiles de la première génération proche du Big-Bang. Une seule étoile de 150 fois la taille du soleil peut produire 25 masses solaires de fer.
4. parmi les phénomènes les plus remarquables en violence, il y a le choc entre deux étoiles à neutrons, qui en se rapprochant l'une de l'autre, tournent à une vitesse se rapprochant de la vitesse de la lumière, pour ensuite exploser en dégageant une énergie supérieure à celle dégagée par le soleil durant toute son existence.
5. Si une naine blanche vient à se rapprocher d'une étoile (ex: Le soleil), sa force de gravitation enverra une onde de choc thermo-nucléaire qui fait exploser l'astre solaire. Heureusement, notre soleil est situé dans une région tranquille et peu peuplée de la Galaxie.
6. Des régions dans la Galaxie sont particulièrement propice à ce genre de phénomène, contenant des millions d'étoiles dans leur espace, elles favorisent énormément ce type de rencontres entre étoiles, ce sont les amas globulaires. On peut constater la présence dans ces amas globulaires d'étoiles bleues supermassives qui sont la conséquence d'union peu violente de deux étoiles massives en séquence principale.
7. Un autre type d'étoiles rares dans le cosmos -jusque là-, sont peu visibles puisque très peu massives et peu lumineuses. Ce sont des étoiles ratées, leur masse étant très petite ( < 8% la masse du soleil) : Les naines brunes.

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