Les étoiles : une FAQ introductive
Que sont les étoiles ?
Les étoiles sont de gigantesques sphères d'hydrogène ayant leur propre gravité. Les étoiles sont aussi des moteurs thermonucléaires ; la fusion nucléaire se passe en profondeur dans le cœur des étoiles, là où la densité est extrême et où la température atteint des dizaines de millions de degrés Celsius.
Le Soleil est-il une étoile ?
Oui, le Soleil est une étoile. C'est la pièce dominante de notre système solaire. Comparé aux autres étoiles, notre Soleil est plutôt ordinaire. Il semble bien plus grand et brillant car il est des millions de fois plus près de nous que les autres étoiles.
Pourquoi les étoiles brillent-elles ?
La réponse courte est : les étoiles brillent parce qu'elles sont très chaudes. Ce n'est pas plus compliqué que ça. Tout objet chauffé à des milliers de degrés émet de la lumière exactement comme le font les étoiles.
La question suivante est évidente : pourquoi les étoiles sont-elles si chaudes ?
C'est une question difficile. La réponse habituelle est que les étoiles tirent leur chaleur des réactions de fusion thermonucléaire dans leur cœur. Cependant, ce ne peut être la cause ultime, car une étoile doit d'abord être chaude pour que la fusion débute. La fusion peut seulement maintenir la température élevée, elle ne peut pas la provoquer. Une réponse plus correcte est que les étoiles sont chaudes parce qu'elles rétrécissent. Les étoiles se forment à partir de gaz diffus de nébuleuses gazeuses : lorsque le gaz se condense pour former une étoile, l'énergie potentielle gravitationnelle de la matière est libérée, d'abord en énergie cinétique, puis en chaleur lorsque la densité augmente.
Toutes les étoiles sont-elles identiques ?
Les étoiles ont beaucoup de choses en commun : ce sont des sphères chaudes et denses de gaz (surtout de l'hydrogène) et des réactions de fusion se produisent près du centre de toutes les étoiles du ciel.
Cependant les étoiles présentent aussi une grande diversité pour certaines de leurs propriétés. Les étoiles les plus brillantes brillent environ 100 millions de fois plus que les plus pâles. La plage des températures de surface s'étale de seulement quelques milliers de degrés à presque 50 000 degrés Celsius. Ces différences sont largement dues aux différences de masse : les étoiles massives sont à la fois plus chaudes et plus brillantes que celles de faible masse. La température et la luminosité dépendent aussi de l'état d'évolution de l'étoile.
Qu'est-ce que la séquence principale ?
La séquence principale est l'état d'évolution d'une étoile quand elle fusionne l'hydrogène en son centre. C'est la première (et la plus longue) étape de la vie d'une étoile (sans compter les phases initiales de protoétoile). Ce qui arrive à une étoile après qu'elle ait épuisé son hydrogène est traité dans un article sur l'évolution stellaire (à venir).
Combien de temps vit une étoile ?
La vie d'une étoile dépend beaucoup de sa masse. Les étoiles plus massives sont plus chaudes et brillent bien plus intensément, faisant qu'elles consument leur combustible nucléaire bien plus vite. Les plus grandes étoiles (grossièrement 100 fois plus massives que le Soleil) tombent en panne de carburant en quelques millions d'années, alors que les plus petites (grossièrement 10 pour cent de la masse du Soleil) sont bien plus économes en combustible et brilleront (quoique faiblement) pendant des milliards d'années. Notez que c'est bien plus long que l'âge actuel de l'Univers.