Étoiles supergéantes : le destin cosmique de ces luminaires colossaux les destine à se transformer en supernova à un moment donné.
Table des matières
Informations générales
Toutes les étoiles naissent de la même manière. Un nuage géant d’hydrogène moléculaire commence à se contracter en boule sous l’effet de la gravité, jusqu’à ce que la température interne déclenche la fusion nucléaire. Tout au long de leur existence, les luminaires sont en lutte avec eux-mêmes, la couche externe étant pressurisée par la gravité et le cœur par la force de la matière chauffée qui cherche à se dilater. Au cours de leur existence, l’hydrogène et l’hélium s’épuisent progressivement au centre et les luminaires ordinaires de masse importante deviennent des supergéantes. De tels objets se trouvent dans des formations jeunes telles que les galaxies irrégulières ou les amas dispersés.
Propriétés et paramètres
La masse joue un rôle crucial dans la formation des étoiles : un gros noyau synthétise plus d’énergie, ce qui augmente la température et l’activité du luminaire. À l’approche de la dernière ligne droite de leur existence, les objets dont le poids est 10 à 70 fois supérieur à celui du soleil deviennent des supergéantes. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, qui caractérise les relations entre la magnitude stellaire, la luminosité, la température et la classe spectrale, ces luminaires sont situés au sommet, ce qui indique la magnitude apparente élevée (+5 à +12) de ces objets. Leur cycle de vie est plus court que celui des autres étoiles car ils atteignent leur état à la fin du processus d’évolution, lorsque les réserves de combustible nucléaire sont épuisées. Dans les objets incandescents, l’hélium et l’hydrogène s’épuisent et la combustion se poursuit aux dépens de l’oxygène et du carbone, puis du fer.
Classification des étoiles supergéantes
Selon la classification de Yerkes, qui reflète la subordination du spectre de luminosité, les supergéantes appartiennent à la classe I. Elles sont divisées en deux groupes :
- Ia — supergéantes brillantes ou hypergéantes ;
- Ib — supergéantes moins brillantes.
Documentation sur le sujet
Selon leur type spectral dans la classification de Harvard, ces étoiles occupent l’intervalle de O à M. Les supergéantes bleues sont représentées par les classes O, B, A, les rouges par K, M, les jaunes intermédiaires et peu étudiées par F, G.
Supergéantes rouges
Les grandes étoiles quittent la séquence principale lorsque le carbone et l’oxygène commencent à brûler dans leur cœur — elles deviennent des supergéantes rouges. Leur enveloppe gazeuse prend des proportions énormes, s’étendant sur des millions de kilomètres. Les processus chimiques qui accompagnent la pénétration de la convection de l’enveloppe dans le cœur conduisent à la synthèse d’éléments lourds du pic de fer, qui sont dispersés dans l’espace après l’explosion. Ce sont les supergéantes rouges qui mettent généralement fin à la vie du luminaire et explosent en supernova. L’enveloppe gazeuse de l’étoile donne naissance à une nouvelle nébuleuse, et le noyau dégénéré se transforme en naine blanche. Antarès et Bételgeuse sont les plus gros objets parmi les étoiles rouges mourantes.
Supergéantes bleues
Contrairement aux géantes rouges, qui vivent leur longue vie, il s’agit d’étoiles jeunes et brûlantes, dépassant la masse solaire d’un facteur 10 à 50 et le rayon d’un facteur 20 à 25. Leur température est impressionnante : de 20 à 50 000 degrés. La surface des supergéantes bleues diminue rapidement sous l’effet de la compression, tandis que le rayonnement de l’énergie interne augmente constamment et accroît la température du luminaire. Le résultat de ce processus est la transformation des supergéantes rouges en supergéantes bleues. Les astronomes ont remarqué que les étoiles passent par différents stades de développement, et qu’à des stades intermédiaires, elles deviennent jaunes ou blanches. L’étoile la plus brillante de la constellation d’Orion, Rigel, est un excellent exemple de supergéante bleue. Sa masse impressionnante est 20 fois supérieure à celle du Soleil, sa luminosité est 130 000 fois supérieure.
L’étoile Deneb, un autre membre de cette classe rare, a été observée dans la constellation du Cygne. De classe spectrale Ia, c’est une supergéante brillante. Dans le ciel, par sa luminosité, cette étoile lointaine ne peut être comparée qu’à Rigel. L’intensité de son rayonnement est comparable à 196 000 soleils, le rayon de l’objet dépasse notre luminaire de 200 fois, et son poids — de 19. Deneb perd rapidement sa masse, le vent stellaire d’une force incroyable répand sa matière à travers l’Univers. L’étoile est déjà entrée dans une période d’instabilité. Jusqu’à présent, sa luminosité varie avec une faible amplitude, mais avec le temps, elle deviendra pulsante. Après avoir épuisé le stock d’éléments lourds qui assurent la stabilité de son noyau, Deneb, comme les autres supergéantes bleues, éclatera en supernova et son noyau massif se transformera en trou noir.
Faits intéressants
Une naine rouge peut exister pendant des milliards d’années, en consommant avec parcimonie son combustible interne, alors que pour une supergéante, cette période est réduite à quelques millions d’années.
La nébuleuse autour de Polaris
La célèbre Polaris fait partie de cette classe. Elle appartient au spectre jaune, son rayon est 30 fois plus grand que le rayon solaire et sa luminosité est de 2200.
Les hypergéantes ne dépassent pas de beaucoup les supergéantes en taille, mais leur masse est des dizaines de fois supérieure, et leur luminosité atteint de 500 000 à 5 millions de fois celle du Soleil. Ces étoiles ont les vies les plus courtes, parfois des centaines de milliers d’années. On trouve environ 10 objets aussi brillants et puissants dans notre galaxie.
Initialement, les scientifiques pensaient que les géantes bleues explosaient, passant au stade de géantes rouges. Mais des observations répétées de supernovas provenant directement des supergéantes bleues ont prouvé la fausseté de cette théorie. L’énergie colossale de ces processus a surpris les scientifiques. L’étoile Eta Keel, qui est instable, a fait l’objet d’un examen minutieux. Cette supergéante bleue, capable d’éclipser 120 soleils, pourrait exploser en supernova dans un avenir assez proche. L’impact d’une explosion de cette ampleur sur notre système solaire est imprévisible, mais nous ne le saurons certainement pas.
Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023