Et quelques notions sur les principaux objets cosmiques…

Dans un premier article très généraliste, PRG écrivait :

« Les êtres humains assurent leurs descendances dans les premières décennies de leur vie…quand ils ont décidé ou pas d’en avoir …

Dans leur très grande majorité, les étoiles donnent naissance à d’autres populations d’étoiles lors de leurs fins de vie, disons leurs agonies, et leurs explosions finales engendrent ce que l’on appelle une nébuleuse qui deviendra une véritable pouponnière !

Donnez la vie en mourant est assez émouvant ! »

Vous avez bien compris qu’il convient de commencer par le commencement (quelle évidence) avant d’évoquer la vie des étoiles communément appelée « séquence principale », puis enfin aborder leurs fins de vie selon le déroulement de leurs lentes ou rapides agonies, dépendant de leurs propres caractéristiques et des échelles de temps retenues  !!!

AU COMMENCEMENT

Pour faire simple donc, les étoiles naissent à partir de l’effondrement, sous l’effet de leur propre gravité, de nuages de gaz et de poussières se trouvant dans l’espace interstellaire. Ces nuages de gaz, de plasma et de poussières cosmiques apparaissent parfois lorsqu’une étoile meurt lors d’une gigantesque explosion appelée SUPERNOVA. On peut distinguer alors des nuages froids, lieux de formation d’étoiles de faible masse et des nuages chauds de taille beaucoup plus importante (comme la nébuleuse d’Orion MESSIER 42) où se forment des étoiles de toutes masses.

Ces nuages appelés NEBULEUSES sont donc à la fois les parents et les pouponnières de ces étoiles ; ils ne sont pas des structures sphériques mais ont plutôt la forme de filaments qui s’effondrent lorsque leur masse est supérieure à une valeur critique (la gravité devient alors supérieure à la force de pression qui maintenait un équilibre selon M crit = 2Gcs au carré (prochainement détaillé dans BOCAL EXPERT).

On distingue les nébuleuses DIFFUSES (qui émettent et réfléchissent la lumière) et les nébuleuses OBSCURES qui bloquent la lumière, sachant qu’elles sont classées en 6 types :

Les planétaires, les rémanents de supernova, les Wolf-Rayet, les régions HII, les nébuleuses par réflexion, et les obscures.

PRG y reviendra en détail dans un prochain article qui leur sera consacré.

Voici quelques nébuleuses très connues :

CI-DESSOUS LA SUBLIME NEBULEUSE D’ORION (MESSIER 42) pouponnière d’étoiles située dans la constellation d’ORION.

Distance : 1 344 AL

« Vedette de l’hiver, c’est un oiseau aux ailes déployées ».

La nébuleuse renferme des amas ouverts d’étoiles très jeunes dont LE TRAPEZE que PRG affectionne plus particulièrement …

CI-DESSOUS LA POUPONNIERE ACTIVE LA ROSETTE située à 4 700 AL dans la constellation de LA LICORNE.

CI-DESSOUS SUREMENT LA PLUS GROSSE NEBULEUSE DE LA GALAXIE AYANT LE TAUX DE NAISSANCE D’ETOILES LE PLUS ELEVE : LA TARENTULE

(PRG : à méditer tenant compte de la baisse de natalité dans notre pays ???)

Située dans le GRAND NUAGE DE MAGELLAN elle appartient comme ORION à une région « HII »

(HII est une région d’hydrogène ionisé ; PRG présentera les caractéristiques des HII dans le bocal expert)

Distance : 160 000 AL

Constellation : DORADE

Et bien d’autres que les astronomes adorent : la nébuleuse du CRABE, de la TETE DE CHEVAL, de l’ŒIL DU CHAT, de l’AIGLE,

Et la préférée de PRG, la nébuleuse de LA CARENE…

Ainsi naissent dans un premier temps des proto étoiles (mais quand elles ne s’allument pas elles deviennent des cadavres morts – nés) évoluant selon quatre étapes successives afin d’atteindre in fine leurs rayons définitifs à la suite de la contraction de gaz.

Les étoiles ainsi façonnées sont des boules géantes principalement constituées d’hydrogène (appelé aussi plasma) avec au cœur de celles-ci un noyau où s’enchaînent les réactions thermonucléaires ; les atomes vont alors fusionner et produire de l’énergie sous forme de chaleur et de lumière. Les étoiles consomment leur l’hydrogène en le transformant en hélium et se maintiennent en équilibre grâce à deux effets opposés : la gravitation qui compresse le gaz qui compose l’étoile et la pression thermique qui dilate celui-ci.

Notre galaxie la voie lactée contiendrait environ deux cents milliards d’étoiles, sachant qu’il existe à priori autant de galaxies dans l’univers, le nombre d’étoiles est incommensurable, gigantesque, démesuré ou infini selon la taille supposée de l’univers (à chacun de choisir).

Mais l’élément primordial pour comprendre naissance vie et mort de l’étoile est sa MASSE. Afin de mieux catégoriser les étoiles on se rapporte à la masse de notre soleil (masse solaire) car le soleil est donc l’étoile de notre terre.

On définit ainsi une masse minimale pour qu’une étoile s’allume évaluée à environ 0.10 masse solaire, jusqu’aux masses maximales pour les étoiles hyper massives possédant quelques centaines de masses solaires (environ trois cents M). De la masse de l’étoile dépendra sa longévité et plus une étoile sera massive plus sa durée de vie sera courte.

Classification : on va donc classer celles-ci dans quelques types simples correspondant aux étapes du cycle de vie des étoiles mais ce classement sera surtout fonction de la masse (ou de la taille) car c’est elle qui va déterminer l’avenir de l’étoile.

LE PRINCIPE : plus la masse est importante plus les réactions thermonucléaires sont très chaudes et rapides et plus courte sera la vie de l’étoile ; plus la masse est faible plus la consommation de son carburant sera lente et plus longue sera la vie de l’étoile.

Nous aurons donc : 1/objets stellaires jeunes, 2/ les étoiles de la séquence principale, 3/les géantes rouges, et 4/les étoiles en phase terminale.

Pour les étoiles de masses inférieures à notre soleil, il n’y a pas de cycle de vie, elles restent dans leur séquence principale sous forme de NAINE ROUGE.

Une étoile comme notre soleil connaitra une agonie (dans environ 4 à 5 milliards d’années) quand elle aura consommé tout son carburant (transformation de l’hydrogène en hélium). Elle va tout d’abord voir son noyau se contracter, sa température augmenter, ses couches extérieures se dilater pour enfin devenir une GEANTE ROUGE. Ensuite elle éjectera ses couches de matières sous forme de vents stellaires pour devenir une NEBULEUSE PLANETAIRE constituée de ces éjectas entourant le noyau et deviendra une NAINE BLANCHE froide et sombre lorsque les éjectas se seront dissipés dans l’espace.

Finalement une étoile comme le soleil ne meurt jamais car elle évolue vers un état final, que j’appellerai personnellement un cadavre « immortel » devenue NAINE NOIRE (puisque refroidie elle n’émettra plus de lumière visible) dont la durée de vie sera au minimum de 10 ³² années et jusqu’à 10 ⁶⁷ années.

Il n’existe pas encore de NAINE NOIRE dans l’univers car celui-ci est trop jeune pour qu’une naine blanche ait pu se refroidir et devenir une naine noire.

Pour les étoiles de masses bien plus élevées, il y a des fusions d’éléments de plus en plus lourds dans un noyau de plus en plus compact et chaud. Ces étoiles explosent en SUPERNOVAE et leurs durées de vie sera bien plus courte que notre soleil (quelques centaines de millions d’années). Les supernovæ permettent d’ensemencer à nouveau l’espace sidéral pour donner vie à de nouvelles étoiles. Elles se transformeront en fin de vie en ETOILES A NEUTRONS ou en TROUS NOIRS.

PRG CONSACRERA UN ARTICLE BIEN FOURNI SUR LA VIE DES ETOILES APPELEE :

« LA SEQUENCE PRINCIPALE »

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Ci-dessous schéma simplifié de l’évolution d’une étoile avec l’aimable autorisation de reproduction de l’association « CIEL ET ASTRES » OBSERVATOIRE ASTRONOMIQUE D’ANIANE 34150.

QUELQUES NOTIONS SUR LES PRINCIPAUX OBJETS COSMIQUES

Afin que vous sachiez chers poissons rouges de quoi on parlera par la suite, PRG vous livre quelques notions des principaux objets célestes … même si cela fait « catalogue »

Pour les étoiles, PRG y reviendra selon les classifications réalisées par les astrophysiciens et nous découvrirons la richesse des diverses caractéristiques des générations d’étoiles : âges, couleurs, luminosités, températures, masses, et également ce qu’il convient de connaître à minima : le diagramme de HERTZSRUNG-RUSSEL ou couleur-magnitude (articles à venir en bocal averti et bocal expert).

En attendant,

LES SUPERNOVAE

Comme vu plus haut, une supernova est l’explosion d’une étoile qui donnera naissance à une nébuleuse. Pour être plus précis on parle d’une implosion qui engendre une explosion et qui est très visible dans le ciel puisqu’elle est accompagnée d’une très forte luminosité. Dans l’univers observable, il s’en produit une toute les 3 secondes et dans notre galaxie la voie lactée une à trois par siècle !!!

Longtemps appelée à tort « étoiles nouvelles » ces évènements peuvent être de deux types bien distincts : soit ils résultent d’une explosion thermonucléaire, soit d’un effondrement gravitationnel du cœur d’une étoile. Après avoir consommé (ou brulé) l’hydrogène puis l’hélium, plusieurs phases de réactions fusions s’enclenchent pour l’apparition d’éléments de plus en plus lourds et ce jusqu’au FER.

PRG, comme à son habitude y reviendra plus tard.

Ces phénomènes paroxysmiques se déroulent sans bruit dans l’espace interstellaire sans atmosphère.

Dans le vide donc, sachez que le son ne peut pas se propager… THE SOUND OF SILENCE

LES AMAS D’ETOILES ou AMAS STELLAIRES

Ce sont des groupes d’étoiles liées par leur attraction gravitationnelle mutuelle et qui se sont formés ensemble à peu près au même moment. On distingue deux groupes d’amas :

LES AMAS OUVERTS

Peu denses, regroupent quelques centaines voire quelques milliers d’étoiles à peu près du même âge, et n’ont pas de formes particulières puisque peu concentrés ; les plus connus dans l’hémisphère nord sont LES PLEIADES, les HYADES et le double amas de PERSEE.

Voici LES PLEIADES (MESSIER 45) joyau du ciel boréal, elles sont visibles en automne et en hiver

L’origine du nom se réfère à sept poètes alexandrins du 3eme siècle avant JC pour identifier les sept étoiles les plus brillantes.

Mais dans la mythologie grecque, il est fait référence aux 7 filles du titan ATLAS transformées en colombes pour échapper au chasseur ORION.

Environ 3000 étoiles dans cet amas ouvert, la plupart très jeunes et chaudes (couleur bleutée)

Distance : environ de 430 à 450 AL

Constellation : taureau

LES AMAS GLOBULAIRES

Très dense et très anciens, les amas globulaires regroupent une centaine de milliers d’étoiles dans une sphère mais parfois beaucoup plus. Densité donc très élevée avec la particularité de rassembler principalement des géantes rouges et des étoiles les plus âgées de la galaxie. Ces amas sont proches du noyau de notre galaxie.

Les plus connus : l’amas d’HERCULE (M13), l’amas de LA MEDUSE (M30), l’amas du SAGITTAIRE (M22).

Voici un des plus vieux : MESSIER 5 incontournable en observation astronomique

Environ un million d’étoiles

Age : environ 13 milliards d’années

Distance : 24 500 AL environ

Constellation : serpent

LES QUASARS LES PULSARS LES MAGNETARS

PRG ne développera pas à ce stade ces objets cosmiques ;

À minima ce qu’il faut savoir car on rencontrera ces termes au cours de prochaines lectures.

QUASARS : on parle ici du noyau central d’une galaxie, donc la région compacte qui entoure le TROU NOIR central (en principe chaque galaxie contient un trou noir en son centre). Très lumineux cette source de rayonnement quasi stellaire serait un trou noir super massif (à ne pas confondre avec les trous noirs stellaires qui apparaissent après l’effondrement d’une étoile massive).

LES ETOILES A NEUTRONS : PRG ne peut pas faire l’impasse sur cet astre qui est un résidu (on dit aussi des rémanents) d’étoile massive (de 8 à 40 masses solaires) en fin de vie composée uniquement de neutrons (oui vous savez les atomes… composés de protons, de neutrons et d’électrons) maintenus ensemble par la gravitation après avoir vu le cœur de l’étoile s’effondrer lorsqu’elle a épuisé son combustible nucléaire. L’étoile à neutron est si dense qu’un bout de cette étoile (qui est au demeurant très petite : rayon d’une dizaine de kilomètres) de la taille d’un sucre pèse 100 millions de tonnes !!! DUR, DUR, pour sucrer le café !

Il semblerait qu’à la suite de l’explosion d’une super nova, le résidu dense donne naissance à une étoile à neutron si la masse de l’étoile dont il est issu est d’environ 10 masses solaires ; à partir d’une étoile de 30 à 40 masses solaires, le résidu donne naissance à un trou noir.

PULSARS ET MAGNETARS

LE PULSAR serait une étoile à neutrons en rotation rapide sur elle-même dans un champ magnétique et émettant des impulsions radios (on dit des faisceaux d’ondes radios) comme la lampe d’un phare. Les pulsars « millisecondes » peuvent tourner sur eux-mêmes plus de 600 fois par seconde !!!

LE MAGNETAR

 Etoile à neutrons possédant un champ électromagnétique intense et émettant un rayonnement électromagnétique de haute énergie.

LES TROUS NOIRS

Région, zone ou objet (à chaque astrophysicien son appellation) d’attraction gravitationnelle extrême voire infinie d’où rien ne peut s’échapper, même pas la lumière.

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Les trous noirs sont les objets les plus parfaits de l’Univers : leurs seuls éléments constitutifs sont nos concepts d’espace et de temps (S. CHANDRASEKHAR).

Le meilleur est à venir chers poissons rouges ; cet objet cosmique fera l’objet d’un prochain article très détaillé qui sera scindé en trois chapitres à retrouver dans les trois bocaux : PROFANE AVERTI et EXPERT car il y a tellement à dire sur les trous noirs …de quoi « boucher » quelques nageoires !!! et vous laisser « bouche ouverte » (les poissons rouges que vous êtes savent faire).

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PRG est désolé pour cette présentation faisant un peu « catalogue » mais ces termes seront utiles pour les lectures des futurs articles !

Ne pas vous noyer, chers poissons rouges, est une des principales préoccupations de PRG !

Stephen HAWKING disait :

« Non seulement Dieu joue aux dés mais, parfois, il les lance là où nous ne pouvons pas les voir »

Tiens, tiens, cette histoire de dés ne vous rappelle rien ???

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