NAISSANCE ET MORT DES ETOILES
 |
| Astronomie/Astrologie |
Question d’astronomie:: Nous avons finil'exploration du Système Solaire, et nous voici donc
projetés vers les étoiles, dont on ne connaît bien qu 'un seul exemplaire : le Soleil...
Albert PILOT : Le Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) est effectivement une étoile, l'étoile la plus courante qu'on
puisse trouver dans notre Galaxie, puisque ce type d'étoiles représente environ 70
à 80 % de sa population.
Mais avant de voir en détail ces étoiles, nous devons rappeler rapidement comment
elles sont disposées, car notre ciel ne nous donne aucune idée de structure. Nous
ne voyons en effet que quelques milliers d'étoiles, alors que notre Galaxie en compte
200 milliards, ou compte plus précisément 200 milliards de masses solaires.
Dans un vide s'étendant à plusieurs millions d'années-lumière flottent ces milliards
d'étoiles rassemblées par la gravitation, et formant une sorte de grande galette
tournant autour d'un bulbe central massif, où les étoiles semblent très serrées. Autour
de l'ensemble s'étend un grand halo sphérique, où des amas globulaires d'étoiles tournent
autour du noyau de la Galaxie, en traversant le disque.
Et ces amas globulaires, ces boules d'étoiles, peuvent traverser le disque de la
Galaxie sans heurter d'autres étoiles ?
Pour reprendre notre comparaison des dernières émissions, si on enlève 10 décimales
aux distances, on réduit les étoiles moyennes à la taille d'un melon de 14 cm
de diamètre, et les étoiles-melons se trouvent en moyenne à 7.000 km les unes des
autres. Vous voyez que les risques de collision sont minimes. Si l'on met à part le
noyau et la présence des nuages interstellaires, deux galaxies pourraient théoriquement
se traverser de part en part sans qu'une étoile en rencontre une autre. Mais
en réalité, chaque galaxie présente des amas d'étoiles plus serrées, notamment la nôtre
qui est une spirale, et les bras de cette spirale fourmillent d'étoiles et de nuages interstellaires.
D'ailleurs, l'étoile la plus proche de nous n'est qu'à 4,3 A.L., ce qui donnerait
4.000 km entre deux melons-étoiles.
Par contre, les amas globulaires sont plus serrés. Et pour le noyau, c'est extrêmement
dense, puisqu'on vient de découvrir, grâce à la radioastronomie, la présence
de millions de masses solaires dans le centre de notre Galaxie, dans un rayon aussi
restreint que 1,5 milliard de km, soit le Système Solaire* (composé des huit planètes Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune et leurs 165satellites ou lunes , +les cinq planètes naines, et les milliards de petits corps ; astéroïdes, objets glacés et comètes) jusqu'à Saturne. Donc, toujours
à la même échelle d'un melon pour une étoile, c'est comme si nous avions des
millions de melons entassés dans un rayon de 150 mètres. Vu la masse des étoiles,
nous pouvons penser qu'il s'agit là de la naissance d'un petit quasar au sein de notre
Galaxie, car nous approchons de la définition du trou noir.
71
... Trou noir dont nous parlerons plus en détail ultérieurement, lorsque nous aborderons
la visite des galaxies loitaines. En attendant, nous voici avec une île de 200
milliards d'étoiles, flottant à des millions d'A.L. d'autres île semblables ; et ces étoiles,
ne sont donc que des petites étincelles, des petites sources d'énergie. D'où peut
bien venir cette énergie ? Pourquoi les étoiles s'allument-elles ?
A cause de la gravitation qui apporte l'énergie nécessaire à la fusion des atomes.
Depuis le moindre objet jusqu'aux amas de galaxies et au delà, tout est lié par
la force de la gravité, phénomène mystérieux, attraction inexplicable. C'est la gravitation
qui maintient l'orbite de la Lune autour de la Terre, notre planète la Terre (en astrologique, elle est associée aux sensations des zodiaques) autour du Soleil,
et le Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) autour du noyau de la Galaxie.
Jusqu'où cette ronde gigantesque nous mène-t-elle ? Où s'arrête son rôle vers
l'infiniment petit ? C'est la pression de la gravité qui comprime et chauffe le coeur
des étoiles, où la force nucléaire oblige les atomes à fusionner, fabriquant ainsi les
éléments plus lourds indispensables à la composition des planètes et à la naissance
de la vie.
Et entre les étoiles, c'est le vide ?
Non, l'espace n'est pas un grand vide, comme on a tendance à le croire. D'immenses
nuages de gaz y sont présents. Ils sont très ténus, puisque les nuages les plus denses
ne dépassent pas 100.000 particules par cm3, et parfois très froids, de l'ordre de
— 170°C. Ces nuages baignent eux-même dans un milieu très dilué : densité de l'ordre
d'une particule par 10 cm3 ! Mais du fait de l'immensité des faux vides, la masse
de ces gaz atteint 5 à 10 % de celle des étoiles, dans le cas de notre Galaxie.
Répartis de façon aléatoire, ils finissent par se rassembler en nébuleuses sous
l'effet de pressions extérieures, et la gravité les entraîne vers une compacité de plus
en plus grande, jusqu'à la formation d'une ou plusieurs étoiles.
Quelles sont ces pressions extérieures dont vous parlez ?
Il y en a de plusieurs sortes. D'abord, les étoiles naissent, vivent et meurent.
Certaines, à la fin de leur vie, explosent en supernovae, et renvoient leurs gaz autour
d'elles à des vitesses de l'ordre de 20.000 km/seconde. C'est la pression exercée par
ces gaz sur un nuage suffisamment dense qui peut créer de nouvelles étoiles, le Système
Solaire est d'ailleur né de cette façon, puisqu'il y a des planètes lourdes, comme la
Terre, dont les atomes ont probablement été formés par une supernova antérieure.
Un autre genre de pression est celui exercé par les bras de la spirale de notre
Galaxie. Ces bras ne sont pas des structures fixes, mais des ondes de densité.
Pouvez-vous expliquer ce que c'est ?
Pour mieux comprendre, on peut prendre l'exemple de la circulation des voitures
sur une route. Les autos y roulent à peu près à la même vitesse, disons à 120 km
à l'heure. Un camion se déplaçant à 60 km à l'heure va créer derrière lui un bouchon.
Ce bouchon se déplace à la même vitesse que le camion, mais ce n'est pas une
structure matérielle en ce sens que ce ne sont jamais les mêmes voitures qui s'y trouvent.
Une voiture ne fait que passer dans le bouchon. De nuit, un observateur situé
en avion verra une lumière diffuse due aux phares des voitures le long de la route.
Le bouchon apparaîtra comme une zone plus lumineuse, car la densité des voitures
72
et plus chaude. C'est une nova. L'étoile devient alors énorme et brûle les planètes
qui l'entourent. Enfin, elle se contracte et devient ce qu'on appelle une naine blanche,
de l'ordre de grandeur d'une planète comme la Terre.
Comment une masse aussi énorme que le Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) peut-elle se contracter ainsi, car
les atomes, avec leurs électrons si rapides, résistent à une compression, même
puissante ?
Avec l'élaboration de la mécanique quantique, dans les années 1920, on comprit
que, dans la matière atomique, les électrons, liés aux noyaux par des forces électrostatiques,
sont animés d'un mouvement incessant, responsable d'une pression qui
empêche la matière de se contracter. Plus précisément, le principe d'exclusion peut
se représenter par l'existence de cellules élémentairs qui ne peuvent contenir, au plus,
que deux habitants. Lorsque toutes les cellules sont occupées chacune par des électrons,
la matière est dite dégénérée et sa densité peut atteindre une tonne par cm3.
La matière dégénérée est beaucoup plus "serrée" que la matière ordinaire dans laquelle
la plupart des cellules élémentaires sont vides.
N'oublions pas en effet que, sous certaines conditions, si l'on agrandit un atome
d'hydrogène au point que son proton devienne une boule de 60 mètres de diamètre,
en plaçant cette boule au centre de la Terre, son minuscule électron circulerait à la
périphérie, soit à 6.000 km de là, et tout le reste serait vide. Voilà les proportions
approximatives d'un atome d'hydrogène !
Et c'est la masse d'une étoile qui peut écraser cela ?
La force autogravitationnelle d'un corps céleste massif peut comprimer la matière
jusqu'à l'état de dégénérescence électronique. C'est ce qui arrive dans les étoiles appelées
naines blanches. L'intérieur d'une naine blanche est "froid" (bien que sa température
puisse atteindre un million de degrés), en ce sens que la force stabilisatrice
résistant à la compression autogravitationnelle est due, non pas à des phénomènes
thermiques, comme pour les étoiles normales, mais à la pression des électrons
dégénérés.
C'est ainsi que la matière d'une naine blanche n'est pas gazeuse, comme les autres
étoiles, mais solide : l'intérieur de l'astre est en fait un gigantesque cristal en cours
de refroidissement !
C'est un avenir bien sombre pour notre bienfaisant Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) !
Plus sombre encore que vous ne le pensez, car en se refroidissant, la naine blanche
devient une naine noire, inobservable, (après des dizaines de milliards d'années),
qui errera dans la Galaxie jusqu'à ce qu'elle soit attirée et absorbée par le noyau
transformé en quasar.
Quelquefois, avant de mourir en nova, l'étoile expulse son atmosphère et forme
autour d'elle une magnifique nébuleuse annulaire, comme celle de la Lyre, qui a
explosé voici environ 6.000 ans et dont l'anneau s'agrandit régulièrement à
19 km/seconde. A ce stade, la petite étoile centrale, qui est bleue, est à mi-chemin
de son refroidissement, et de sa transformation en naine blanche.
Si toutes les étoiles moyennes finissent ainsi, il doit y avoir de nombreuses naines
blanches dans le ciel ?
74
On ne peut voir que celles qui sont près de nous, mais en extrapolant, on estime
qu'elles représentent 10 % des étoiles de notre Galaxie. Vu l'âge de plusieurs dizaines
de milliards d'années que je donne (personnellement) à notre Galaxie, je pense
que leur nombre est beaucoup plus élevé. Et le nombre des naines noires doit être
encore plus considérable.
Environ 20 % des novae forment des nébuleuses planétaires. La nova peut se
développer en quelques jours, et atteindre une brillance de 60.000 fois l'étoile normale.
Puis, son éclat décline rapidement : en 6 mois, elle n'est plus que le double
de la normale. Certaines novae peuvent subir des explosions récurrentes, ce qui veut
dire qu'elles ne sont pas aussi profondément affectées par l'explosion que les supernovae
dont nous parlerons tout à l'heure.
Et ces explosions d'étoiles sont-elles fréquentes dans la Galaxie ?
On observe quelques dizaines de novae par an et par galaxie, car on peut les
observer dans les galaxies proches de nous, alors qu'une explosion de supernova ne
se produit que tous les 30 à 50 ans dans une galaxie. Depuis l'avènement des télescopes,
nous n'avons pas encore eu la chance d'en observer une, car s'il s'en est produit,
c'est dans la partie cachée de notre Galaxie, de l'autre côté du noyau.
Il est d'ailleurs peu souhaitable d'en observer une trop près de nous, car le ciel
est ravagé sur un très grand rayon autour de la supernova, et les risques seraient
grands pour la Terre. Il n'y aurait plus de nuit dans les régions exposées, à cause
d'un deuxième Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) brutalement apparu. Heureusement, il n'y a pas d'étoile suffisamment
massive près de nous.
Car il faut qu 'une étoile soit très massive pour arriver, si l'on peut dire, à cette
dernière extrémité ?
Plus une étoile est grosse, plus sa vie est courte, et plus son explosion est gigantesque.
Les nébuleuses forment des étoiles de tailles très diverses : certaines sont beaucoup
plus petites que le Soleil, (l/10eme de masse solaire), et leur vie peut durer des
dizaines et des centaines de fois plus longtemps que celle du Soleil, car elles consomment
très peu d'hydrogène. Mais d'autres, au contraire, sont énormes et leur masse
de feu engloberait le Système Solaire* (composé des huit planètes Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune et leurs 165satellites ou lunes , +les cinq planètes naines, et les milliards de petits corps ; astéroïdes, objets glacés et comètes) jusqu'à l'orbite de Mars, de Jupiter, ou même
de Saturne ! On les appelle des supergéantes. Leur vie est très courte, quelquefois
moins de 100 millions d'années, et c'est leur explosion qu'on appelle supernova.
L'énergie libérée est considérable car elle représente l'équivalent de toute l'énergie
du Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) pendant 9 milliards d'années ! La matière est parfois éjectée à plus de
20.000 km seconde, pendant des milliers d'années !
Ce qui reste d'un tel cataclysme (quand il reste quelque chose) a été découvert
en 1967 : c'est un pulsar, une étoile à neutrons à rotation rapide, à fort champ magnétique,
un reliquat de matière excessivement dense constitué presque exclusivement
de neutrons pratiquement au contact les uns des autres. Les étoiles à neutrons sont
de vrais noyaux atomiques géants. Ces pulsars tournent à des vitesses effrayantes,
malgré leur grande masse. Celui qui est le résidu de la nébuleuse du Crabe tourne
à 33 tours par seconde, et on en aurait trouvé d'autres encore plus rapides.
Mais pour tourner aussi vite sans éclater, ces pulsars doivent avoir une densité
extraordinaire ?
75
Une étoile à neutrons; réduite à 10 km de rayon, dépasse les 100.000 tonnes par
cm3, et on pense qu'elle peut atteindre des densités bien plus grandes ! Evidemment,
cette masse énorme, concentrée dans un volumes minuscule, préfigure un peu l'aspect
du trou noir. Le Soleil, pour être un trou noir, devrait être réduit à 3 km de rayon.
Mais on ne sait pas si la matière accepte de se compresser suffisamment pour atteindre
la densité d'un trou noir, surtout dans le cas d'une étoile. Ce sera différent dans
le cas de l'effondrement d'une galaxie, dont la masse est énorme comparée aux
étoiles !
SeuJes les étoiles géantes ou supergéantes ont une fin aussi catadysmique, et
ce phénomène doit être extrêmement lumineux ?
La brillance d'une supernova peut atteindre un milliard de fois celle du Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) ;
et elle est décelable jusqu'à 50 millions d'A.L. On peut donc l'observer dans les autres
galaxies et d'ailleurs, depuis l'avènement des grands télescopes, c'est seulement là
qu'on en a vues (quelques centaines environ).
Les chroniques des astronomes chinois rapportent l'observation, en 1054, d'une
supernova à l'emplacement actuel de la nébuleuse du Crabe. 500 ans plus tard, en
1572, Tycho Brahé en observa une autre, ainsi que Joannes Kepler en 1604. Puis,
plus rien autour de nous depuis 380 ans.
Mais quand on donne des dates, je crois qu'il ne faut pas oublier que le ciel
nous ment, et qu'il nous montre des événements souvent très anciens.
Eh bien, pour reprendre l'exemple de la supernova responsable de la nébuleuse
du Crabe, en 1054, quand les astronomes chinois l'ont observée, et qu'elle s'est mise
à illuminer le ciel au point d'être visible en plein jour, cela faisait 6.000 ans qu'elle
avait explosé, car elle se trouvait à 6.000 A.L. de nous. Si l'Etoile Polaire explosait
aujourd'hui, nous ne verrions son explosion que dans 470 années, car la lumière qui
nous arrive aujourd'hui de l'Etoile Polaire est partie au moment de la bataille de
Marignan, en 1515.
Il nous est donc impossible de voir le ciel tel qu'il est réellement, car en outre,
les étoiles ne sont pas fixes. Leur déplacement semble très faible à cause de notre
vie courte, mais il suffit d'un peu plus de 200 millions d'années à une étoile comme
le Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) pour faire le tour de notre Galaxie, dont le diamètre est pourtant de 100.000
A.L. Pendant sa vie de 10 milliards d'années, il fera donc presque 50 fois le tour
de la Galaxie, à environ 300 km par seconde, ce qui fait plus d'un million de km
à l'heure.
Est-ce qu'il y a des étoiles qui s'éteignent "tout doucement, sans faire de
bruit ?..."
De toute façon, les cataclysmes les plus effroyables que nous voyons dans l'Univers
se passent dans un silence absolu, faute d'atmosphère. Mais les ondes radio nous
permettent d'apprécier les manifestations violentes qui se produisent jusqu'à des millions
d'A.L. Et veuillez croire que l'harmonieuse musique des sphères est une épouvantable
cacophonie !
Il semble peu probable qu'une étoile disparaisse complètement en douceur, car
le changement de fusion atomique, après l'hydrogène, entraîne obligatoirement un
processus turbulent, plus ou moins puissant. Cette fin est quelquefois récurrente,
76
comme si, par sursaut, l'étoile s'accrochait encore à la vie.
Mais la mort des étoiles contribue à la naissance d'autres étoiles, car les gaz expulsés,
et les atomes lourds fabriqués (l'étoile est une véritable usine atomique), sont
à la base de la constitution des nébuleuses, lumineuses ou obscures, gazeuses et poussiéreuses,
et donc servent à la naissance des nouvelle étoiles lorsqu'une onde de pression
déclenche un processus d'autogravitation.
Il semble que, dans l'Univers, rien ne soit éternel, sauf peut-être l'Univers
lui-même.
La mort de l'étoile Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) verra donc la fin de la planète Terre, et aussi de la
civilisation humaine. Mais pensez-vous que les autres étoiles aient des systèmes planétaires
comme le nôtre ?
Il y a certainement des milliards de systèmes planétaires autour des étoiles de
notre Galaxie, même si cela ne concerne qu'une étoile sur 100 ! Nos instruments sont
encore trop faibles, et l'atmosphère trop turbulente pour en observer directement,
comme on le fera bientôt en orbite.
Cependant, en observant la trajectoire de l'étoile de Barnard, une petite naine
rouge assez proche de nous, on a pu calculer qu'elle comptait au moins une grosse
planète de la taille de Saturne ou Jupiter. Cela a été possible car l'étoile est une naine
rouge très petite, et la planète géante, très massive, comme dans le cas d'une découverte
récente dont je vous parlerai tout à l'heure. Ce qui fait que l'étoile de Barnard,
qui se déplace très rapidement, a une trajectoire sinusoïdale. Le calcul de cette trajectoire
anormale peut mener à la découverte d'un autre genre de compagnon : c'est
ainsi qu'on a découvert le compagnon de Sirius, qui est une petite étoile presque invisible,
mais très massive.
On aurait aussi découvert, voici plus d'un an, une planète géante à 21 A.L. de
nous, qu'on a appelée VP8B.
Bien que nous ayons détecté des nébulosités et des débris en orbite autour de
certaines étoiles, c'est la première fois qu'on donne des précisions sur la découverte
d'une planète. Si les tailles indiquées sont justes, je crois que VP8B est plutôt un
astre à mi-chemin entre la planète et l'étoile avortée.
Ni l'une ni l'autre, ou un peu les deux ?
La masse indiquée est supérieure à 40 fois Jupiter ; la température est de
1.000°C ; la densité calculée est de 100 fois celle de l'eau. Trop grosse, trop chaude
et trop lourde pour être une planète, cette semi-étoile est trop froide et trop légère
pour être une naine blanche. J'ajoute que personnellement, je n'y crois pas ; des
observations de planètes à 21 A.L. me semblent impossibles !
Par quel procédé pourrait-on découvrir une planète si lointaine ?
Par interférométrie des tavelures, et dans l'infrarouge. On ne voit pas réellement
la planète, comme dans un télescope optique, mais on sépare une tache et on
analyse spectroscopiquement son rayonnement.
Pour vous donner une idée de la précision du procédé, si par exemple, nous
77
recherchions une pièce de 5 F (3 cm) dans l'espace, nous pourrions la trouver avec :
- un grand télescope, genre Mont Palomar, à 50.000 km environ.
- grâce à l'interférométrie des tavelures, à 500.000 km.
- bientôt, en 1988, grâce au télescope spatial, à 5 millions de km.
En attendant, c'est par une sorte de calcul des probabilités qu 'on peut affirmer
l'existence d'autres systèmes planétaires ?
Bien sûr, puisque nous connaissons assez bien les genres des étoiles, leur grosseur,
leur température, leur tempérament calme ou explosif. Il suffit d'éliminer toutes
celles qui ne pourraient pas supporter des planètes autour d'elles, notamment :
les étoiles doubles serrées, les géantes et supergéantes (et encore, ce n'est pas sûr),
les puisantes, qui grilleraient leur système planétaire à chaque pulsation, et évidemment,
les étoiles à neutrons, les naines blanches, résidus ratatinés de gigantesques
explosions. Il resterait quand même une centaine de milliards d'étoiles, environ, assez
stables et assez semblables au Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) pour avoir de belles planètes autour d'elles.
Mais ces systèmes ne ressembleraient pas forcément à celui du Soleil (étoile ou astre de notre Galaxie, sachant que la voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles ou astres) ?
Non, mais sur 100 milliards d'étoiles, environ 10 milliards peuvent avoir le même
genre de système.
Car à la suite de simulations sur ordinateurs, on s'est aperçu que l'étoile moyenne
de type solaire dégageait toujours autour d'elle un système presque analogues, au
nôtre : 4 ou 5 planètes rocheuses proches, 4 ou 5 planètes géantes gazeuses, et une
ou deux très petites du genre de Pluton. Avec des circonstances analogues, les mêmes
faits se reproduisent forcément. Car l'Univers se compose partout des mêmes éléments,
et subit les mêmes lois. Dans l'espace immense, infini, ce qui est possible
devient obligatoire.
Donc, s'il y a 10 milliards de système planétaires du genre du nôtre, la vie et
la civilisation ont beaucoup de chances de s'y être développées ?
Effectivement, mais pas partout, car il suffit d'un tout petit écart de distance,
ou de composition chimique, pour entraîner des processus différents, des divergences
profondes ! Pour conclure, cependant, tous les astronomes, même les plus sérieux,
pensent à l'heure actuelle que la vie existe ailleurs que sur la Terre, autour de ces
étoiles loitaines, mais probablement plus lointaines que celles que nous contemplons
chaque nuit. Enfin, même s'il n'y avait que notre planète vivante dans notre Galaxie,
multiplions cette unicité par les milliards de galaxies peuplant l'infini ! Nous serons
alors amenés à penser que la vie existe sur des milliards de planètes, malgré l'improbabilité
de son apparition.
L’astronomie [astronomia], est la science de l’observation des astres qui permet de connaître et comprendre notre univers, les astres, les planètes. Alors que l'astrologie repose sur l'interprétation des phénomènes célestes, en vue d'obtenir des interprétations et prédictions des évènements. Elle est souvent liée à la voyance, de l'horoscope, du tarot…Ce Blog est donc dédié à l’astronomie beaucoup plus que l’astrologie.
