Notes sur la fin des étoiles en astronomie: la nébuleuse planétaire, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez10 January 2014

Notes sur la fin des étoiles en astronomie: la nébuleuse planétaire, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur la fin des étoiles en astronomie: la nébuleuse planétaire. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: es réactions nucléaires, Les éjections successives.
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La fin des étoiles en astronomie :

Nébuleuse planétaire

Commençons notre étude de la mort stellaire par le cas des étoiles peu massives. Les

phénomènes qui se déroulent après la combustion de l'hélium rappellent ceux que nous avons

décrits précédemment. Au centre de l'étoile, les réactions nucléaires transforment peu à peu

l'hélium et le remplacent par de l'oxygène, du carbone et quelques autres éléments.

Mais arrive un moment où la quantité d'hélium n'est plus suffisante pour entretenir les

réactions nucléaires. Celles-ci s'éteignent et privent ainsi l'étoile de sa source d'énergie. Le

noyau va par conséquent se contracter afin d'utiliser son énergie gravitationnelle comme

nouvelle source. Ceci provoque la compression de la partie interne de l'enveloppe, riche en

hélium, qui va atteindre les conditions nécessaires au déclenchement de la fusion. Une nouvelle

coquille en combustion apparaît, cette fois formée d'hélium.

La nébuleuse planétaire NGC 6543, observée en 2004 par le télescope spatial, qui présente au moins

11 coquilles concentriques de matière éjectée. Crédit : NASA/ESA/HEIC/STScI/AURA

L'étoile voit sa structure devenir plus complexe. Au centre, on trouve un noyau de carbone et

d'oxygène éteint, entouré d'une coquille d'hélium en fusion, elle-même à l'intérieur d'une

couche d'hydrogène en combustion. Le tout est enfoui dans une énorme enveloppe

d'hydrogène qui n'est pas affectée par les réactions nucléaires car trop froide. Cette enveloppe

va continuer à se dilater sous l'effet du flux d'énergie en provenance de la coquille d'hélium.

Cette phase de la vie de l'étoile va se révéler très agitée. Des instabilités apparaissent dans la

coquille d'hélium et provoquent des pulsations de l'étoile. A chacune de ces oscillations, une

partie de l'enveloppe se détache et est éjectée au loin. L'étoile va ainsi perdre peu à peu une

quantité de matière impressionnante, dans certains cas une très grande fraction de sa masse

totale.

La nébuleuse planétaire IC 418. L'étoile au centre s'est transformée en nébuleuse planétaire il y a

quelques milliers d'années. Le diamètre de la nébuleuse atteint maintenant 0,2 années-lumière. Crédit

:NASA/STScI

Les éjections successives laissent le noyau pratiquement nu. Puisque ce dernier est très chaud,

il émet des photons ultraviolets très énergétiques, qui vont ioniser le gaz de l'enveloppe

détachée. Celui-ci réémet l'énergie reçue sous forme de photons de longueurs d'onde plus

longues, en particulier dans le domaine visible. L'ensemble de l'étoile se met ainsi à briller et

apparaît comme un noyau brillant entouré d'une énorme enveloppe lumineuse. Cette phase va

durer environ 50 000 ans, jusqu'à ce que le gaz se disperse et devienne finalement trop ténu

pour être visible.

L'éjection se faisant de manière symétrique autour de l'étoile, l'astre apparaît sphérique et peut

être confondu avec une planète dans un petit instrument d'observation. C'est la raison pour

laquelle les astronomes d'autrefois ont donné à cette phase le nom de nébuleuse planétaire.

Depuis ces premières observations, plus d'un millier de ces objets ont été observés, mais leur

nombre total dans notre Galaxie est estimé à plusieurs dizaines de milliers.

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