Tout savoir sur les géantes rouges!

[Fitz]

Bonjour.

 

Suite aux questions que je me suis posé sur les étoile carbonées, j'ai fais quelques recherches et j'ai découvert toute la richesse des étoiles "géantes rouges"

 

Je vous propose de dire ici tout ce que vous savez des géantes rouges

 

Bon je commence.

 

Les géantes rouges sont des étoiles d'une masse allant de 1 à 10 fois celle du Soleil ayant quitté la séquence principale.

 

Ce qui veut dire pour les moins massives (1- 2,5 mS) qu'aillant quasi épuisé son stock d'hydrogène, l'étoile commence à bruler l'hydrogène en couche (cycle Carbone-Azote-Oxygène). Ces étoiles géantes rouges sont relativement lumineuses à la différence de celles qui brulent l'hélium et sont plus sombres. Ces étoiles peuvent connaitre des flashes de combustion de l'hélium qui deviendront de plus en plus longs. L'étoile épuisant petit à petit tout l'hydrogène se calme petit à petit pour ne plus fusionner que l'hélium dans le cœur.

 

Les plus massives quand à elles commencent plus vite et plus calmement à bruler l'hélium dans leur cœur. L'hélium se transforme petit à petit en carbone tout en émettant des neutrons.

 

Le spectre de ces étoiles, lorsqu'elles brulent d'hélium, est si stable qu'il a été utilisé pour calculer la distance de certaines galaxies. La méthode est encore plus simple et plus précise que celle utilisant les céphéides, il suffisait d'y penser.

 

Pour les étoiles les plus massives, entre 4 et 8 fois la masse du Soleil, des particularités peuvent apparaitre. Les mouvements de convection peuvent remonter de carbone qui se lie dans l'atmosphère de l'étoile à l'oxygène et à l'hydrogène restant pour former des molécules organiques. La capture lente de neutrons par les atomes de carbone peut donner des élements plus lourds qui en grand nombre peuvent donner un spectre exotique à l'étoile. On a ainsi des étoiles carbonées, des étoiles à rubidium, à néodyme...

 

Les géantes rouges sont si étendues que leur vent stellaire échappe à leur attraction. Peu à peu une grande coquille de gaz et de poussières de forme autour de l'étoile. Dans le cas par exemple des étoiles carbonées et des étoiles à rubidium, les poussières sont si nombreuses qu'elles masquent complètement la lumière de l'étoile. Pour les autres, la coquille de gaz forme une nébuleuse planétaire.

 

Peu à peu l'étoile perd la quasi totalité de sa masse. Tout ce qui reste est le noyau extrêmement dense, chaud et brillant de l'étoile: c'est la naissance d'une naine blanche.

 

Pour les étoiles très massives (au delà de 10 fois la masse du Soleil), l'étoile peut gonfler de façon impressionnante. Certaines peuvent atteindre la taille de l'orbite de Jupiter!

Ces étoiles très massives ne démarrent pas la plupart du temps la fusion de l'hélium. Elles finissent leur vie en supernova. On les appelle des supergéantes rouges

 

Les plus massives des supergéantes rouges arrivent à fusionner les élements plus lourds et deviennent des étoiles Wolf-Rayet.

[ChiCyg]

C'est malheureusement plus compliqué que cela . Pour les étoiles de la masse du soleil, il y a deux phases de géantes rouges.

 

. La première lorsque l'hydrogène est brûlé dans une couche qui entoure le coeur (et non plus au coeur trop riche en hélium, donc "épuisé"). C'est la branche des géantes,

. et la deuxième lorsque l'hydrogène et l'hélium sont brûlés en couches : c'est la branche asymptotique des géantes (AGB, soit asymptotic giant branch in english). C'est surtout à la fin de cette phase que ces étoiles de faibles masses perdent de la masse et finissent en naine blanche avec une nébuleuse planétaire autour. Dans cette phase, la couche d'hélium est censé ne pas brûler constamment mais s'allumer au cours de "flash d'helium" entrecoupés de périodes où seul l'hydrogène brûle en couches. Ces flashes d'hélium, prévus par la théorie, n'ont pas encore été clairement observés, seulement suspectés.

 

Pour les étoiles plus massives, le "trajet évolutif" est encore plus compliqué avec, avant l'ascension de la branche des géantes, une traversée de la branche horizontale des géantes. Les Céphéïdes sont censées être sur cette branche horizontale.

 

En gros les combustions au coeur et en couches se succèdent. Les combustions au coeur sont relativement stables (l'étoile reste au même endroit sur le diagramme HR). En revanche, les combustions en couches sont plus instables la température et/ou la taille augmentent progressivement d'où un déplacement sur le diagramme HR.

 

Plus une étoile est grosse et lumineuse, plus elle a tendance à perdre de la masse parce que les couches externes sont moins bien "tenues" et davantage "poussées" par la pression de radiation. C'est le cas à la pointe de la branche asymptotique des géantes où les étoiles ont un maximum de taille et de luminosité donc doivent perdre un maximum de masse.