Étoiles : couleur, composition et masse

Sur la Terre on voit les étoiles dans le ciel nocturne comme de brillantes petites taches lumineuses. Mais en réalité, ce sont d'énormes boules de gaz extrêmement chaudes, qui produisent des quantités incroyables d'énergie. Cette énergie rayonne des étoiles sous forme de lumière si brillante qu'on peut la voir de très très loin. Regarde ! On voit que certaines étoiles brillent beaucoup plus que d'autres.

Cela signifie-t-il que les étoiles les plus brillantes rayonnent plus de lumière ? Hmm, voyons voir... Regarde une ampoule dans ta chambre et un réverbère au bout de ta rue. Le lampadaire émet sûrement plus de lumière, mais la petite ampoule semble toujours plus brillante. Car l'ampoule est beaucoup plus proche de toi.

Si on parle d'étoiles à la place, on nommerait cela la MAGNITUDE APPARENTE car cela décrit à quel point elles ont l'air brillantes vue de la Terre. Le Soleil, par exemple, semble briller beaucoup plus que l'étoile du Nord - L' Étoile polaire. La magnitude apparente du Soleil est plus grande. Mais l'Étoile polaire émet deux mille fois plus d'énergie que le Soleil! La quantité d'énergie qu'une étoile émet réellement est la LUMINOSITÉ de l'étoile.

Ainsi, la luminosité d'une étoile par rapport à la Terre - sa magnitude apparente - dépend de la quantité d'énergie qu'elle émet - de sa luminosité - et également de sa distance par rapport à la Terre. La luminosité est également liée à la température - les étoiles plus chaudes rayonnent plus d'énergie, elles sont donc plus lumineuses. Mais comment savoir à quel point une étoile est chaude ? Si tu allumes une allumette, la flamme la plus proche de l'allumette où la température est la plus élevée sera bleue, ensuite lorsqu'elle se refroidit, elle brillera orange ou rouge. C'est pareil pour les étoiles - la lumière qu'elles émettent est de couleurs différentes - du bleu et blanc au jaune, orange et rouge.

La couleur qu'on observe dépend de leur température à la surface. Parfois, tu peux repérer les différences simplement en les regardant ! Cependant, les scientifiques comme les astronomes utilisent des instruments spéciaux pour analyser plus précisément la lumière émise par les étoiles. Un de ces instruments, le spectrographe, fonctionne un peu comme un prisme. Il divise la lumière en un motif de différentes couleurs et lignes - un spectre.

Tous les éléments ont également leurs propres spectres caractéristiques. En comparant ces modèles caractéristiques avec le spectre de la lumière émise par une étoile, les scientifiques peuvent identifier de quels éléments l'étoile est constituée - sa COMPOSITION. Cecilia Payne fut la première scientifique à comprendre la composition du Soleil et des autres étoiles. Grâce à cette méthode et aux découvertes de Cecilia Payne, on sait que la majorité des étoiles est surtout composées d’hydrogène et d’hélium, et d’une fraction d’autres éléments. Des méthodes comme la spectroscopie nous aident à en mieux connaitre les étoiles, mais la masse des étoiles autres que le Soleil est restée longtemps un mystère.

Le mystère a été résolu lorsque les astronomes ont découvert que parfois deux étoiles orbitent l'une autour de l'autre formant des SYSTÈMES BINAIRES. En étudiant le temps nécessaire aux étoiles pour terminer une orbite, et la taille de l'orbite, les astronomes pourraient enfin calculer la masse de chacune de ces étoiles. Ils décidèrent de les comparer au Soleil et ainsi la masse solaire est devenue une unité de mesure standard pour exprimer la masse des autres étoiles. Certaines étoiles peuvent avoir moins de 0,1 masse solaire (zéro point un) tandis que l'étoile la plus massive connue dans l'univers est plus de 265 fois plus lourde que le Soleil ! À première vue, toutes les étoiles peuvent sembler identiques, mais maintenant vous savez à quel point elles peuvent être différentes. Et qui sait combien il reste à en découvrir… ?