Pendant des siècles, les gens ont regardé le ciel nocturne et ont été émerveillés par la belle vue au-dessus d’eux. Bien que maintenant éclipsées par les lumières de la grande ville, les stars ont été romancées dans les livres et les films pendant des décennies. Maintenant, pourquoi certaines d’entre elles sont-elles de couleurs différentes ? Cet article l’expliquera ci-dessous.
Pourquoi les étoiles ont-elles différentes couleurs ?
Les planètes, planétoïdes et autres corps stellaires sont de tailles, de formes et de couleurs variées. Il en va de même pour les étoiles que les astronomes ont découvertes après des siècles de recherche. Leurs recherches montrent également que plusieurs facteurs peuvent influencer leur couleur.
Sans télescope, on supposerait que toutes les étoiles sont blanches. Cependant, les scientifiques ont découvert qu’il existe différents types de lumière et de longueurs d’onde qui peuvent être larges ou denses. De plus, différentes longueurs d’onde peuvent générer différentes couleurs. En ce qui concerne les étoiles, elles sont affectées par leur température, elles émettent donc différentes couleurs de lumière.
Changements de longueur d’onde
La seule chose qui puisse changer la couleur d’une étoile, ce sont les éléments de son atmosphère. Dans la plupart des cas, ils modifient la longueur d’onde de la lumière, ce qui explique pourquoi il y a tant de couleurs. Cela est dû au fait que l’hydrogène, l’hélium et les oligo-éléments qui composent une étoile peuvent modifier leur rayonnement électromagnétique lorsqu’ils sont chauffés. Les scientifiques appellent cette combinaison la courbe de Planck.
La longueur d’onde à laquelle l’étoile émet le plus de lumière est appelée longueur d’onde maximale ou loi de Wien. Malheureusement, la façon dont la lumière est perçue par l’œil humain est tempérée par sa luminosité spectrale et sa longueur d’onde. Le changement de couleur d’un composant d’une étoile peut être étudié à l’aide de l’analyse spectrale, qui examine les différentes longueurs d’onde qu’elle produit avec un spectromètre et détermine quels éléments brûlent à l’intérieur.
Un autre facteur est la température de l’étoile. Plus il fait chaud, plus l’énergie rayonnée est élevée et le pic de la courbe se déplace vers des longueurs d’onde plus courtes. Les étoiles plus froides connaissent le phénomène inverse, mais cela sera expliqué ci-dessous. L’effet Doppler figure également parmi les raisons pour lesquelles les étoiles changent de couleur, puisque la fréquence de la lumière peut augmenter ou diminuer en fonction de la distance entre la source et l’observateur.
Les astronomes utilisent souvent des filtres pour mesurer la luminosité apparente d’une étoile. Ils ne laissent passer la lumière qu’à travers une gamme étroite de longueurs d’onde. Les filtres les plus couramment utilisés sont U (ultraviolet), B (bleu) et V (visuel, pour le jaune), qui transmettent la lumière à des longueurs d’onde proches de 360, 420 et 540 nanomètres. La mesure de la luminosité d’une étoile dans chaque filtre est exprimée en magnitudes stellaires.
De quelle couleur sont les étoiles les plus froides ?
La façon dont la température d’une étoile affecte sa couleur est expliquée plus en détail dans « rayonnement du corps noir », qui a été développé pour étudier ce phénomène. Selon ce que dit cette science, les étoiles avec des températures plus basses ont l’énergie nécessaire pour émettre de la lumière rouge, tandis que des températures plus élevées les font apparaître bleues ou blanches. Des étoiles orange, jaunes et vertes se forment également dans cette plage de température.
Les étoiles les plus froides sont rouges avec une température de 3000 Celsius. La lueur orange et jaune du Soleil est due au fait que sa température est proche de 6000 Celsius. D’autre part, il a été prouvé que les étoiles vertes ont des températures d’environ 10 000 degrés Celsius, tandis que les étoiles bleues sont les plus chaudes, atteignant 25 000 degrés Celsius.
Diagramme de Hertzsprung-Russell
La recherche montre que le diagramme Hertzsprung-Russell a été l’un des outils les plus importants dans l’étude de l’évolution stellaire depuis son développement dans les années 1900 par Einar Hertzsprung et Henry Norris Russell. Il relie la classification stellaire à la magnitude absolue, la luminosité et la température de surface. Selon le diagramme de Hertzsprung-Russell, chaque étoile passe par certaines étapes d’évolution en fonction de sa masse initiale, de sa structure interne et de la façon dont elle produit de l’énergie.
Chacune des étapes correspond à un changement de température et de luminosité de l’étoile qui, au fur et à mesure de son développement, peut se déplacer vers différentes régions du diagramme HR. Ainsi, les astronomes pourront connaître la structure interne de l’étoile et le stade d’évolution en déterminant sa position sur le diagramme. En règle générale, un diagramme Hertzsprung-Russell montre un groupe d’étoiles à différents stades d’évolution, la caractéristique la plus importante étant la séquence principale, qui va des étoiles chaudes et lumineuses aux étoiles froides et faibles.
Il y a trois étapes principales dans le diagramme HR : les séquences principales, les géantes rouges, les supergéantes et les naines blanches. Dans la première étape, les étoiles sont classées des étoiles lumineuses chaudes aux étoiles faibles et froides. Ils passent la majeure partie de leur vie à brûler de l’hydrogène en hélium dans leur noyau. De plus, il existe des géantes et des supergéantes rouges qui ont une température de surface basse et une luminosité élevée, ce qui signifie qu’elles ont également de grands rayons. Les étoiles entrent dans cette phase d’évolution lorsqu’elles manquent d’hydrogène dans leur noyau et commencent à brûler de l’hélium et d’autres éléments plus lourds.
D’autre part, les naines blanches sont la dernière étape de l’évolution des étoiles de masse faible et moyenne. Ils se trouvent dans le coin inférieur gauche du tableau des RH. Les naines blanches sont très chaudes, mais ont une faible luminosité en raison de leur petite taille. Les astronomes utilisent généralement le graphique pour résumer leur évolution ou explorer leurs propriétés, ce qui leur permet d’estimer l’âge d’un amas d’étoiles en fonction de l’endroit où il semble se déconnecter de la séquence principale.
Du plus chaud au plus froid
Le dégradé de couleurs des étoiles varie en fonction de leur chaleur. Maintenant, en les classant du plus chaud au plus froid, les premières couleurs de la liste sont le bleu, le bleu-blanc profond, le bleu-blanc et le blanc. Ensuite, lorsque les étoiles commencent à se refroidir, elles peuvent être blanc jaunâtre, jaune-orange pâle et rouge-orange clair. La recherche montre que la classification des étoiles est un excellent moyen d’utiliser la couleur d’une étoile pour déterminer son âge.
C’est là qu’intervient le diagramme de Hertzsprung-Russell. Les températures sont affichées sur les axes x et y, le premier montrant les températures inférieures à 0 degrés Kelvin et le second montrant l’échelle de luminosité. Le dégradé de couleurs sur le diagramme de fréquence cardiaque va du bleu foncé au rouge orangé, du plus chaud au plus froid. Connaître la luminosité d’une étoile et sa température peut également aider à calculer son âge et sa taille.
Couleurs des étoiles de la séquence principale
L’hydrogène des étoiles de la séquence principale, à laquelle appartiennent la plupart des étoiles, est brûlé par elles. La plupart du temps, ils sont brillants, bleu vif et très jeunes, car ils brûlent activement leur carburant. Malheureusement, ils ne vivent généralement pas longtemps, même si c’est dommage vu leur beauté. Cependant, les étoiles rouges sont une autre histoire.
Les étoiles rouges ont souvent la température la plus basse par rapport à leur homologue. Parce qu’elles transforment leur hydrogène en hélium plus lentement, elles peuvent durer plus longtemps que les étoiles chaudes. Un exemple est le Soleil, qui a encore un long chemin à parcourir avant la fin de sa dix milliardième vie. Une chose intéressante à propos des étoiles rouges est qu’elles vivent 100 milliards d’années, alors que leurs sœurs bleues chaudes ne vivent que 10 millions d’années.
Une fois qu’une étoile a épuisé son hydrogène, elle quitte la séquence principale et devient un type d’étoile différent. Selon sa masse, il peut devenir un nain, un géant ou un supergéant. Selon la classification de Morgan-Keenan, une étoile peut également se transformer en sous-naine ou en hypergéante.
Quelles couleurs d’étoiles puis-je voir?
Le type d’étoiles colorées que l’on peut voir dépendra de la période de l’année et si la zone est fortement éclairée. La plupart du temps, ils sont visibles depuis l’hémisphère nord. Bien que les étoiles puissent être vues à d’autres moments de l’année, il est préférable qu’elles soient à leur point culminant.
Selon sa taille, une étoile peut être facilement repérée à l’œil nu, ou difficilement à moins d’utiliser des jumelles ou un télescope. Les étoiles et les supergéantes sont les plus visibles d’entre elles, tandis que les étoiles et les naines de la séquence principale sont plus difficiles à repérer. Leur luminosité peut également déterminer si leurs couleurs peuvent être vues ou non.
Des étoiles comme Bételgeuse et Arcturus, qui sont respectivement rouges et orange, sont suffisamment brillantes pour être vues dans des zones à pollution lumineuse modérée. Cependant, les étoiles blanches et bleues telles que Sirius et Albireo sont à peine visibles à moins qu’un petit télescope ne soit utilisé dans une zone sombre du ciel. Cependant, la pollution lumineuse peut gêner les choses car il est difficile de voir les étoiles à moins qu’elles ne soient suffisamment brillantes pour être vues sans aucun problème.
Les experts recommandent d’utiliser un planisphère, un atlas d’étoiles ou tout autre logiciel d’astronomie. Un autre bon conseil pour les passionnés d’astronomie est d’utiliser une lunette 30x et un trépied pour rechercher des étoiles comme Albireo. Avec le bon équipement, certaines étoiles peuvent apparaître comme des instances uniques.
Notre conclusion
Les étoiles peuvent être de différentes couleurs, formes et tailles. Leur couleur est principalement déterminée à la fois par leur température et leur composition. De plus, ils sont également un excellent moyen de déterminer votre âge. Contrairement à ce que les gens associent habituellement au rouge et au bleu, les étoiles les plus chaudes sont généralement blanches et bleues, tandis que les étoiles les plus froides peuvent être orange ou jaunes. Les premiers ont tendance à brûler intensément leur hydrogène, ils meurent donc plus rapidement, tandis que les seconds ont tendance à brûler leur noyau plus lentement, ce qui leur permet de vivre plus longtemps. Les étoiles de la séquence principale peuvent changer de type lorsqu’elles manquent d’hydrogène.