Notes sur le soleil et les étoiles: l'étoile - l'energie, Notes de Astronomie. Université des Sciences et Technologies de Lille (Lille I)
Caroline_lez
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Notes sur le soleil et les étoiles: l'étoile - l'energie, Notes de Astronomie. Université des Sciences et Technologies de Lille (Lille I)

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Notes d'astronomie sur le soleil et les étoiles: l'étoile - l'energie. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: luminosité, température, taille, masse.
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Le Soleil et les étoiles : Etoile - Energie

Toutes ces données sur les étoiles, luminosité, température, taille, masse, c'était la tâche des

astrophysiciens de les assembler dans un ensemble cohérent, une théorie de la structure des

étoiles et de leur évolution.

Les premiers pas furent accomplis au tout début du siècle, par l'Allemand Karl Schwarzschild et

le Britannique Arthur Eddington. Le premier décida d'étudier le comportement d'une boule de

gaz en lui appliquant les lois de la physique connues à l'époque. Ce faisant, il arriva à la

première description mathématique d'une étoile et put établir les propriétés de base de la

structure stellaire. Un peu plus tard, Eddington compléta ce travail en considérant des

processus négligés par Schwarzschild. Il réussit en particulier à montrer théoriquement qu'il

devait exister une relation entre la masse et la luminosité d'une étoile de la séquence principale,

ce qui fut clairement vérifié plus tard par les observations comme nous l'avons vu

précédemment.

Ces modèles ne pouvaient guère entrer plus dans les détails car il manquait à l'époque une

information essentielle, la nature de la source d'énergie des étoiles. En effet, pour ne pas

s'effondrer sous leur propre poids et continuer à briller, les étoiles avaient besoin d'une grande

quantité d'énergie. Mais d'où venait-elle ? Ce problème intriguait depuis longtemps les

astronomes, en particulier depuis que des études géologiques avaient montré que la Terre et le

Soleil étaient âgés d'au minimum plusieurs centaines de millions d'années. Cela impliquait que

la source d'énergie en question devait être suffisamment durable pour avoir permis à notre

étoile de briller aussi longtemps.

La première hypothèse fut une origine chimique. Peut-être le Soleil brûlait-il simplement

comme un tas de bois ? Mais les calculs montrèrent que cela était impossible. Même en

considérant d'excellents combustibles, les estimations théoriques de la durée de vie du Soleil

n'arrivaient qu'à quelques milliers ou dizaines de millier d'années, beaucoup moins que ce qui

était requis.

A la fin du XIXe siècle, une autre possibilité fut avancée par le Britannique Lord Kelvin et

l'Allemand Herman von Helmholtz. Les deux physiciens pensaient que le Soleil se contractait

peu à peu au cours du temps et convertissait son énergie gravitationnelle en chaleur. En fait,

cette solution n'était pas non plus la bonne. La durée de vie calculée à partir de la contraction

Kelvin-Helmholtz n'était que de l'ordre de quelques dizaines de millions d'années, donc

toujours trop courte.

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