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LES ETOILES . . .
Notre Soleil par exemple
La plus grande majorité des étoiles se trouvant dans ce que l'on appelle la séquence principale (voir un peu plus loin) c'est l'une d'elles, la plus proche de nous, le Soleil, que nous allons prendre comme exemple.
C'est une sphère de plasma très lumineuse. Le cœur de l'étoile est une réaction de fusion nucléaire, fusion de l'hydrogène et de l'hélium (Chaque seconde, le soleil transforme 700 millions de tonnes d'hydrogène, H, en 696 millions de tonnes d'hélium, He). Cette réaction nucléaire est due à sa masse et à sa densité ces deux dernières sont engendrées par sa propre gravité. Elle atteint une température de plusieurs millions de degrés et libère une intense énergie lumineuse. L'équilibre hydrostatique est le contrebalancement de la force de gravitation par l'énergie lumineuse, c'est ce qui "stabilise" l'étoile. Elles se trouvent pour grande majorité sur la séquence principale du « diagramme HR » (Hertzsprung-Russell).
Lorsque l'étoile aura brulée la plus grande partie de son hydrogène l'énergie qui contre la gravité va diminuer alors les noyaux d'hélium vont ...
Le diagramme de Hertzsprung-Russell
En astronomie, le diagramme de Hertzsprung-Russell, en abrégé diagramme H-R, est un graphe dans lequel est indiquée la luminosité d'un ensemble d'étoiles en fonction de leur température* effective. Ce type de diagramme a permis d'étudier les populations d'étoiles et d'établir la théorie de l'évolution stellaire.
La séquence principale est la région du diagramme de Hertzsprung-Russell où la majorité des étoiles résident, elle correspond à la diagonale allant du coin supérieur-gauche (chaud et lumineux) au coin inférieur-droit (froid et peu lumineux). Si la concentration d'étoiles y est si élevée, c'est parce que celles-ci y passent environ 90 % de leur vie en évoluant très peu, brûlant l'hydrogène en leur cœur.
En astronomie, la séquence principale est une bande continue et bien distincte d'étoiles qui apparaissent sur des diagrammes où l'abscisse est l'indice de couleur B-V ** et l'ordonnée la luminosité ou, en sens inverse, la magnitude absolue des étoiles. Ces diagrammes couleur-luminosité sont connus sous le nom de « diagrammes de Hertzsprung-Russell », d'après leur co-inventeurs Ejnar Hertzsprung et Henry Norris Russell. Les étoiles figurant dans cette bande sont connues sous le nom d’étoiles de la série principale, ou « étoiles naines ». Ainsi, environ 90 % des étoiles observées au-dessus de 0,5 M☉*** sont sur la séquence principale.
*Température de la couleur en degrés Kelvin K
** Indice de couleur BV : mesure effectuée à travers deux filtres, un bleu et un vert
*** M☉ Masse solaire
La composition d'une étoile varie avec le temps. Composée d'hydrogène et d'hélium en début de vie, la fusion thermonucléaire engendre la naissance de nouveaux atomes plus lourds jusqu'aux métaux lourds, c’est la nucléosynthèse stellaire.
Seules les étoiles géantes ont la possibilité d'atteindre ce dernier stade. Les étoiles de la taille de la Terre ne sont pas assez massives pour produire plus que de l'hélium, du carbone et de l'oxygène puisque les conditions de température et de densité sont insuffisantes pour réaliser la synthèse du néon, du silicium, du magnésium, du soufre, du fer, etc.
La métallicité désigne la proportion, en quantité ou en masse, d'atomes plus lourds que l'hélium, que ce soit dans une étoile, dans le milieu interstellaire, ou dans une galaxie. Elle est désignée par la lettre Z. L'hydrogène et l'hélium sont désignés par les lettres X et Y respectivement.
Des étoiles (deux ou plusieurs) peuvent être liées gravitationnellement et former ainsi un système multiple. Quand deux étoiles sont très proches l'une de l'autre, il y a interférence gravitationnelle entre elles ce qui interagit sur leur évolution.
Notre soleil est une étoile modeste son rayon est d'environ 750 000 km, sa masse 10^29 tonnes*, sa métallicité X=0,8 (80 % de la masse du Soleil est composée d'hydrogène), Y=0,18 et Z=0,02. Ces 2% semblent bien peu, mais sont en fait très importants et responsables en bonne partie de l'opacité de l'atmosphère de l'étoile, et sont donc importants pour le vent stellaire.
*100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 de tonnes = cent milliards de milliards de milliards de tonnes.
Les classes d’étoiles
Tableau des différentes caractéristiques des étoiles, par « classes ». On l’appelle « classification de Harvard ». De haut en bas, de la classe O pour les étoiles les plus massives à la classe M, pour les moins massives. On identifie la classe d’une étoile depui ses différents spectres (longueurs d’onde).
La classification de Harvard attribue un type spectral à une étoile et correspond, globalement, à une échelle de température.
Crédit : Trustmyscience.com
D'après l'astrophysicien Alister G. Cameron :
Le nuage protosolaire était constitué de 78% d’hydrogène, 20% d’hélium, 2% d’atomes lourds et de un pourcent de grains plus ou moins gros de matière. A cette époque le nuage protoplanétaire contenait déjà des agrégats de matière.
Récemment, G. Wasserburg et ses collègues de Caltech confirmèrent que certains échantillons météoritiques, chondrites carbonées, étaient âgés de 4.56 milliards d’années. Il devait donc exister des fragments de roches antérieurement à l'époque où le Soleil s'illumina.
Dans cet énorme nuage des régions de très haute densité se sont formées. En s’effondrant sous l’effet de la gravitation, ces "poches" de gaz et de poussières ont donné naissance à des étoiles dont certaines très massives, qui explosèrent en supernova au bout d'une dizaine de millions d'années, formant dans l’espace une immense boule qui repoussa gaz et poussières du centre du nuage.
A cette même époque les étoiles moins massives et moins chaudes, au cours des différents cycles de la nucléosynthèse, condensèrent des éléments lourds. Des étoiles géantes, riches en carbone transformèrent alors l’hélium en éléments plus lourds alors qu’une partie de leur enveloppe était soufflée dans l’espace, porteuse des germes des nouveaux éléments synthétisés.
Cela dura environ 130 millions d’années à la suite de quoi le cœur du nuage fut complètement désagrégé. La matière enrichie d’éléments lourds reforme alors un nouveau cœur d’étoiles chaudes et 20 millions d’années après, les étoiles massives ayant elles aussi explosé, les étoiles d’une masse voisine de 1 à 2 masses solaires se remanièrent en étoiles géantes qui moururent quelques millions d’années plus tard en soufflant leur enveloppe superficielle, libérant alors près de 20% de leur masse dans l’espace. Leur cœur s’effondrant en naine blanche.
Les lignes de force du champ magnétique galactique s’inversant, il y a alors compression et formation de nouveaux nuages qui forment de nouvelles étoiles qui formeront à leur tour des bulles de gaz où naissent de nouvelles étoiles dont l'une deviendra le soleil.
La matière attirant la matière, la plus grande masse attire la plus petite (effet boule de neige) formant des protoplanètes qui finissent par s'amalgamer, les planètes apparaissent, la température centrale du disque protosolaire augmentant jusqu'à dépasser 2000°C, à quelques millions de kilomètres de distance les glaces sont passées de l'état solide à celui de vapeur par sublimation. Ces éléments volatils ont ensuite été poussés vers l'extérieur du disque protosolaire, au-delà de la ceinture des astéroïdes. Le système solaire prend naissance, encore quelques millions d'années et la Terre formées par l'agglomération d'une dizaine de protoplanètes se refroidira, la géologie commencera...
Le Système Solaire...
A propos de la 9ème planète...
La formation de la Lune
Il y a 4.53 Ga un planétoïde de la taille de Mars, Théia, est attiré par le champ gravitationnel de la Terre et frappe la boule de matière en fusion. Il y arrache une grande quantité de matière qui s’éjecte dans l’espace en restant en orbite. Sous l’effet de la gravité, ce nuage de matière se condense, s’accrétionne et se différencie formant ainsi la lune.
Document.
La formation du système solaire par
Thierry Lombry
Astrosurf/Luxorion
DES VIDEOS POUR EN SAVOIR PLUS SUR
LE SYSTEME SOLAIRE . . .
Concernant les planètes non tectoniques, les planètes naines, les satellites naturels, les comètes et autres petits corps je les considères comme hors sujet dans le cadre de la géologie.
Toutefois dans la rubrique météorites nous parlerons de la ceinture d'astéroïdes.
Pour celles et ceux qui veulent approfondir le sujet il existe un site scientifique remarquable où vous trouverez une importante somme de données :
http://www.astrosurf.com/luxorion/sysol-generalites.htm
LE SOLEIL VU PAR LE SATELLITE SDO
Le satellite Solar Dynamics Observervatory fêtait ses 5 années d'observations en 2015, voici une vidéo de la NASA, d'observations parmi les plus spectaculaires...
La surface du Soleil
Comme on ne l'avait encore jamais vue !
Situé à Haleakala, sur l'île de Maui à Hawaï, le télescope terrestre, DKIST, Daniel K. Inouye Solar Télescope nous offre ses premières images du Soleil. D'une finesse encore jamais atteinte elle nous permettent de distinguer des détail de 30 km sur une étoile de 1 400 000 km de diamètre. La connaissance de notre astre va beaucoup s'améliorer grâce à ce nouveau télescope.
La vidéo YouTube nous montre les mouvements de convections encore jamais observés.
Premières images du Soleil acquises par le télescope solaire Daniel K. Inouye, récemment mis en service. © National Science Foundation
Image plus détaillée jamais vues de la surface du Soleil. Elles ont été acquises par le télescope terrestre Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) lors de ses premières lumières. © NSO/AURA/NSF
Des cellules de convection en perpétuel mouvement
Ce que l'on voit, ce sont les cellules de convection qui constituent la surface du Soleil. Elles mesurent plus ou moins 1.000 kilomètres de diamètre et sont en perpétuelle évolution. Elles se déforment, apparaissent et disparaissent au gré des mouvements qui se produisent sous la surface du Soleil et qui conduisent le gaz le plus chaud à remonter de l'intérieur de l'étoile en surface.