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Toutes les étoiles ne se ressemblent pas

Dossier - Etoiles : la diversité du monde stellaire
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Contrairement aux apparences, toutes les étoiles qui piquent un beau ciel nocturne ne se ressemblent pas. Les étoiles forment une grande famille, constituée d'éléments aux caractéristiques très variables d'un cas à l'autre. Si tout cela peut sembler complexe à première vue, on peut comprendre cette diversité dans les grandes lignes à partir de quelques considérations physiques.

  
DossiersEtoiles : la diversité du monde stellaire
 

Quand on observe les étoiles avec les moyens modernes, on se trouve face à toute une variété d'étoiles : des petites, des plus grosses, des bleues, des rouges, des blanches ou des jaunes comme notre Soleil. On parlera ainsi de "naines blanches", ou de "géantes rouges".

Perseus. © NASA/JPL-Caltech/L. Cieza (University of Texas at Austin) CCO

Essayons déjà de nous faire une idée de ce que représentent ces termes. Commençons par la taille. Nous prendrons comme référence notre bon vieux Soleil, d'abord parce qu'il nous réchauffe de ses rayons, et aussi parce que le Soleil est une étoile somme toute assez banale, assez moyenne. Donc pour parler de la taille d'une étoile, nous l'exprimerons en fonction de celle du Soleil, plus précisément de son rayon RO (qui vaut, en unités "humaines", 700 000 km). Une étoile géante peut atteindre des tailles de l'ordre de plusieurs dizaines de rayons solaires (RO), jusqu'à même plusieurs centaines de RO pour les plus grosses (Antarès, une super-géante, atteint 700 fois le diamètre du Soleil). A l'inverse, les étoiles de la famille du Soleil auront des tailles comparables, d'une fraction de RO à quelques ROLes naines blanches (un cas spécial sur lequel nous reviendrons) sont elles très petites, typiquement cent fois plus petites que le Soleil. Pour ce qui est de la couleur, celle-ci est en fait une traduction de la température de surface.

Cependant, en physique les correspondances de couleur sont différentes de celles en vigueur dans une salle de bain : une étoile bleue est chaude, une étoile rouge est (relativement) froide. En surface, les étoiles les plus chaudes culminent à 20 ou 30000 degrés, à comparer à notre Soleil dont la surface est aux alentours de 5800 degrés. Les étoiles les plus froides descendent jusqu'à 3 ou 4000 degrés. Ainsi, une géante rouge typique sera une étoile dont la taille est de l'ordre de la dizaine de fois celle du Soleil alors que sa température de surface tourne autour des 4000 degrés. Une naine blanche sera elle assez chaude mais sa taille sera comparable à celle de la Terre: quelques milliers de kilomètres de diamètre.

Tailles respectives du Soleil et de géantes rouges (ou oranges) © Wikipedia domaine public