Vie et mort des étoiles

[newway]

Bonjour.

Pour tous ceux qui se posent des questions sur la naissance, l'évolution et la mort des étoiles, voici un article sur le sujet.

 

Votre avis est le bienvenue, vos question également...

Bonne lecture.

[royal_orchid]

C'est très intéressant, j'ai juste une petite rectification à apporter à cette partie :

 

"Lorsque la température au centre de la protoétoile atteint un million de degrés Kelvin, la fusion nucléaire s'amorce. Les atomes d'hydrogène fusionnent, produisant de l'hélium et libérant une incroyable quantité d'énergie."

 

A de telles températures, un atome d'hydrogène ne peut pas exister, c'est un noyau d'hydrogène qui fusionne, donc un proton.

 

 

Par contre, je me demande comment les éléments plus lourd que le fer sont produits.

Les étoiles les plus massives peuvent produire par fusion des éléments jusqu'au Fer.

C'est peut être au moment de la supernovae que ces éléments se créent ?

[YAC5]

Bonjour.

Pour tous ceux qui se posent des questions sur la naissance, l'évolution et la mort des étoiles, voici un article sur le sujet.

 

Votre avis est le bienvenue, vos question également...

Bonne lecture.

 

Bonjour newway,

 

Article intéressant en effet. Cependant je voudrais compléter cette phrase :

"...Sous l'effet de leur propre gravité, ces nuages composés d'hydrogène, d'hélium et de poussières s'effondrent sur eux-mêmes..."

En effet, en général ces nuages s'effondrent plutôt à la suite d'une perturbation (SN, pression du vent d'une grosse étoile, ...). Sinon les nuages restent en équilibre entre leur pression interne et leur masse.

 

Par ailleurs, en voulant faire court le texte passe sous silence un certain nombre d'évènements et souffre alors d'imprécisions. En particulier la phase finale décrite est très limite. L'explosion est assez complexe et est déclenchée par le passage du mode exothermique de fusion de l'hydrogène jusqu'au fer puis brusquement un mode endothermique en quelques dixièmes de secondes lors de la « neutronisation » du noyau de fer. Il faudrait parler du rebond de l’enveloppe et de son allumage par les neutrinos « thermiques ». Encore n’est-ce là qu'un type d'explosion (SN II) alors que l'on en connait d'autres.

 

Cordialement

YAC5

[YAC5]

...Par contre, je me demande comment les éléments plus lourd que le fer sont produits.

Les étoiles les plus massives peuvent produire par fusion des éléments jusqu'au Fer.

C'est peut être au moment de la supernovae que ces éléments se créent ?

 

Bonjour,

 

Il fait 15 millions de degrés au centre de notre soleil et le gaz y est comprimé jusqu'à peser 160 kg par litre. Là, chaque seconde 4 millions de tonnes d'hydrogène sont transformées en lumière par la fusion de 600 millions de tonnes d'hydrogène en 596 millions de tonnes d'hélium. Cette énergie souffle en quelque sorte le soleil de l'intérieur et arrête sa contraction à son diamètre actuel.Cela fait environ 4,5 milliards d'années que ça dure et il y en a encore pour 5 autres milliards d'années. On a donc un moment pour en parler tranquillement.

Notre soleil est une étoile banale, de taille moyenne, de couleur bleu-vert que l'on voit blanc-jaune à cause de notre atmosphère qui retient le bleu. Dans 5 milliards d'années donc notre étoile va tout d'abord recommencer à se contracter car il n'y aura plus assez de carburant hydrogène. Le centre va alors se compresser sous le poids de l'enveloppe et s'échauffer encore plus, jusqu'à atteindre la fusion de l'hélium.

Une couche d'hydrogène va alors brûler en périphérie du noyau qui fusionne l'hélium et l'étoile va enfler jus-qu'à devenir une géante rouge dont l'atmosphère viendra jusqu'à l'orbite terrestre. Ca va chauffer dur et il y aura grand intérêt à avoir préalablement déménagé.

Dans le noyau central, la fusion beaucoup plus rapide de l'hélium en carbone et azote étant achevée, notre soleil ne sera plus assez massif pour se comprimer d'avantage et les réactions vont s'arrêter. Il sera devenu une naine blanche très brillante qui refroidira lentement aux fils des millénaires pour devenir un diamant géant enfoui dans une boule d'hydrogène. Belle fin n'est-ce pas ?

Une étoile plus grosse ira plus loin dans sa nucléosynthèse. Après le carbone on trouvera le néon et le magnésium puis toujours plus rapidement l'oxygène et le souffre, puis le silicium et enfin le fer. Tout a une fin et cela s'arrête au fer.

Je serais trop long pour expliquer l'explosion (peut-être un autre post). On peut dire que ce n'est pas celle-là qui produit les quantités d'éléments lourds. Le spectre d'une SN II ne contient quasi que de l'hydrogène, de l'hélium, et un peu de tout jusqu'au silicium. Je passe sous silence les éléments radio-actifs de post explosion.

Par contre le spectre d'une SN Ia n'est quasiment fait que de fer, nickel et autres éléments lourds et très peu d'éléments légers. Le scénario correspondant est très différent.

Cdt.

YAC5

[newway]

Bonjour newway,

 

Par ailleurs, en voulant faire court le texte passe sous silence un certain nombre d'évènements et souffre alors d'imprécisions.

YAC5

 

Bonjour YAC5.

Merci tout d'abord pour ton commentaire.

Il est exact que mon article manque de précision, mais voilà comment je fonctionne :

j'essaie de traiter un sujet dans un premier temps dans ses généralités, de façon à ce que les lecteurs trouvent des informations aussi claires que possible.

Par la suite, lorsque les sujets s'y prêtent, je rentre dans le détail dans un nouvel article spécifique, dont plus technique.

Il convient de se rappeler que l'astronomie est un domaine qui intéresse beaucoup de monde, mais à différents niveaux. Il est donc délicat de rédiger un article tout de suite trop technique. On prend alors le risque d'ennuyer le lecteur.

 

Cordialement,

 

Newway

[newway]

C'est très intéressant, j'ai juste une petite rectification à apporter à cette partie :

 

"Lorsque la température au centre de la protoétoile atteint un million de degrés Kelvin, la fusion nucléaire s'amorce. Les atomes d'hydrogène fusionnent, produisant de l'hélium et libérant une incroyable quantité d'énergie."

 

A de telles températures, un atome d'hydrogène ne peut pas exister, c'est un noyau d'hydrogène qui fusionne, donc un proton.

 

 

Oups, c'est tout à fait exact. Merci d'avoir attiré mon attention sur ce point.

Je viens de rectifier l'arcticle.

Encore merci.

 

Cordialement,

 

Newway

[syncopatte]

Une mine d'informations (en français) ici:

 

http://www.astrosurf.com/luxorion/menu-astronomie.htm

 

Patte.

[Contact]

Bonjour,

 

Ces articles me font penser à un sujet que je voulais traiter il y a peu.

La supernova 1987a dans le nuage de Magellan, possédait une masse initiale de 20 masse solaires environ, ce qui vraisemblablement devrait donner naissance à un trou noir massif ou au pire à un étoile a neutron assez dense. Hors pour l'instant, aucune détection de ces objets...

[YAC5]

Bonjour,

 

Ces articles me font penser à un sujet que je voulais traiter il y a peu.

La supernova 1987a dans le nuage de Magellan, possédait une masse initiale de 20 masse solaires environ, ce qui vraisemblablement devrait donner naissance à un trou noir massif ou au pire à un étoile a neutron assez dense. Hors pour l'instant, aucune détection de ces objets...

 

Je ne pense pas qu'il faille s'en étonner car une étoile à neutron doit être exceptionnellement bien orientée pour qu'on la détecte non ?

 

Cdt.

YAC5

[Fitz]

Pas forcement, mais c'est surtout qu'il lui faut un bon moment pour recomposer son champ magnétique, mais dès que ça sera arrivé ça va cracher! Il est aussi possible que si c'est un trou noir, il ne trouve rien à bouffer...

[YAC5]

Pas forcement, mais c'est surtout qu'il lui faut un bon moment pour recomposer son champ magnétique, mais dès que ça sera arrivé ça va cracher! Il est aussi possible que si c'est un trou noir, il ne trouve rien à bouffer...

 

Intéressant en effet.

Si je te suis bien tu pense que le champ magnétique d'une étoile à neutrons demande du temps à se rétablir ? Est-ce que ça ne t'ennuierait pas trop de m'éclairer sur la suite des évènements à partir de la neutronisation jusqu'au "retour au calme" ?

Dans l'hypothèse du trou noir te rappelles-tu si elle avait une étoile compagnon ?

Cdt.

YAC5

[jpp]

Bonjour.

Pour tous ceux qui se posent des questions sur la naissance, l'évolution et la mort des étoiles, voici un article sur le sujet.

 

Votre avis est le bienvenue, vos question également...

Bonne lecture.

 

Je suis novice.

Une question de date à laquelle quelqu'un peut me répondre ?

L'univers est âgé à peu près de 13,7 milliards d'années environ. Il avait donc un peu moins de 10 milliards d'années lorsque que s'est formé le système solaire. L'univers avait donc un âge à peine plus avancé que l'âge moyen de la vie d'une étoile comme le soleil (9,5 milliards d'années)

Il y 4 milliards d'année, lors de la naissance du système solaire, les 92 éléments (ou plus) de matière que l'on trouve sur terre existaient donc déjà.

Sait-on comment et dans quelles étoiles - ou quelle étoile -(naissance, vie, mort, dispersion etc.) ces 92 éléments ont-ils pu être forgés dans un si court laps de temps ? (La vie d'un seul soleil) Alors même que les premières étoiles sont nées bien après le Big-bang ?

Merci de m'éclairer à ce sujet

[YAC5]

...

Sait-on comment et dans quelles étoiles - ou quelle étoile -(naissance, vie, mort, dispersion etc.) ces 92 éléments ont-ils pu être forgés dans un si court laps de temps ? (La vie d'un seul soleil) Alors même que les premières étoiles sont nées bien après le Big-bang ? ...

 

Bonjour jpp,

Il s'agit je pense des SN de type Ia. Il s'agit de l'explosion particulière d'une naine blanche qui a accrété de la matière (à partir de sa voisine par exemple) qui passe la taille limite de Chandrasekhar et dont le noyau de carbone réalise d'un seul coup toute la suite de nucléosynthèses jusqu'au fer. Tout le noyau explose donc et une partie de l'énergie est même utilisée pour poursuivre vers les réactions endothermiques produisant les éléments les plus lourds.

Dans je ne sais plus quelle discussion sur ce forum j'avais fait un petit calcul dont j'ai gardé en tête le canevas :

Première étoiles dont l'aieule naine blanche puis accrétion (7MA au mieux), explosion, retombée dans le plan galactique (1 MA), formation système solaire et apparition de l'homme (5 MA). On ne peut guère faire plus rapide ce qui me fait dire que les premiers c'est nous et ce qui explique l'absence de contacts extra-terrestres

Cdt

YAC5

[jpp]

Merci beaucoup pour cette réponse aussi précise et "rapide" que la formation de la matière dans le système solaire.

Codialement

[Fitz]

Je crois que les élements lourds ont plutôt été créés par des supernovae par effondrement de cœur ou par instabilité de paire, ça arrivait plus souvent à l'époque que les supernovae Ia

[Fitz]

Je crois que les élements lourds ont plutôt été créés par des supernovae par effondrement de cœur ou par instabilité de paire, ça arrivait plus souvent à l'époque que les supernovae Ia

[YAC5]

Je crois que les élements lourds ont plutôt été créés par des supernovae par effondrement de cœur ou par instabilité de paire, ça arrivait plus souvent à l'époque que les supernovae Ia

 

Bonjour,

Je pense que vous faites allusion à la supernova type II "classique" ?

Le mécanisme est très différent. Cela concerne des objets beaucoup plus massifs. Je saute les étapes de la nucléosynthèse qui va cette fois jusqu'au fer et produit une accumulation de fer et de nickel au centre. Je ne parlerai pas de la post-explosion qui dépend de la masse initiale.

Ce noyau de fer est environné de couches successives en cours de "brûlage". Donc il y a bien des éléments intermédiaires entre le fer et le carbonne en cours de synthèse au moment où le noyau s'effondre, les électrons relativistes n'étants plus assez rapides pour maintenir une compensation à la gravitation.

Le noyau s'effondre donc en un pouillième de seconde, les électrons pénétrant les protons. C'est la neutronisation du noyau. Ce mécanisme est endothermique cette fois et donc la contraction n'est contrebalancée par rien. Il y a une gigantesque émission de neutrinos résultante. Malgré leur furtivité maladive ces neutrinos vont être capturés en toute petite partie par l'enveloppe en cours d'effondrement sur le noyau de neutrons. On parle de neutrinos thermiques car ils suffisent, avec la violente monté en température, à faire détonner les couches basses proches du noyau qui s'écrasent sur un noyau dont je vous laisse imaginer l'incroyable densité et dureté et le tout "rebondit". Les éléments produits à ce niveau, dont un peu de fer, subissent une terrible photodissociation. L'ensemble est expulsé laissant le noyau quasi à nu. Cette explosion ne laisse pas d'éléments lourds. Le spectre d'une SN II ne contient quasi que de l'hydrogène et de l'hélium plus un peu d'oxygène, azote, souffre, carbone, etc. Mais pas de fer.

 

Voili voilou.

Je vous abandonne 3 semaines.

Bon courage.

YAC5

[Fitz]

D'après ce dont je me souviens, si ça libère des élements lourds, dont des élements plus lourds que le fer car le rebond de l'enveloppe provoque une cascade de réactions de fusions dans l'enveloppe qui elles aussi deviennent endothermiques lorsqu'elles arrivent au fer.

 

Logiquement il faudrait 1 ou 2 milliards d'années minimum pour pour former une binaire cataclysmique, même pour des étoiles plutôt massives (A/B sur la séquence principale), alors que la vie d'une étoile massive se compte en millions d'années, voir centaines de milliers pour celles qui existaient au début de l'univers.