Qu'est-ce que la cosmométrie ?

Pourquoi les étoiles sont de différentes couleurs ?

Pourquoi les étoiles produisent de l'énergie ?

Qu'est-ce que la magnitude absolue et apparente ?

Cosmométrie :

Il s'agit sans doute d'astrométrie. L'astrométrie est la branche de l'astronomie qui s'occupe de mesurer avec grande précision les positions des astres dans le ciel. Par exemple, la mesure de la vitesse apparente avec laquelle les étoiles se déplacent dans le ciel est faite par les astrométristes. Comme aussi celle du faible déplacement apparent de certaines étoiles proches, dû à la modification de la ligne de visée lorsque la Terre parcourt son orbite au cours d'une année, et qu'on appelle "parallaxe trigonométrique".

Couleurs des étoiles :

Les couleurs des étoiles sont dues à leur température: les blanches-bleuâtres sont les plus chaudes, les rouges les moins chaudes. Notre Soleil, avec sa température de presque 6000 degrés, aurait une couleur jaunâtre vu de loin. La couleur d'une étoile correspond au domaine spectral où elle émet le maximum de lumière. La longueur d'onde du maximum obéit à une loi simple, la loi de déplacement de Wien: le produit de la longueur d'onde du maximum fois la température est constant (Lambda(max) x T = 0.2898 (cm x degrés K)).

Production d'énergie par les étoiles :

Les étoiles produisent leur énergie par des réactions thermonucléaires en leur centre. Elles sont constituées d'au moins 70 pourcent d'hydrogène, d'environ 20 pourcent d'hélium et de quelques pourcent seulement de tous les éléments restants. Durant la première phase de leur vie, l'énergie est produite par la fusion de l'hydrogène en hélium, un peu à la manière d'une bombe thermonucléaire. La différence est que cette réaction est continue et moderée au coeur de l'étoile. La vitesse avec laquelle les noyaux d'hydrogène (des protons) se déplacent sous l'effet de la température (15.8 millions de degrés au coeur du Soleil) permet occasionellement à deux de ces particules de surmonter la force de répulsion électrostatique, et de fusionner en libérant de l'énergie. Dans la réalite, un noyau d'hélium est fabriqué à partir de 4 noyaux d'hydrogène au cours d'un enchaînement de réactions différentes. La manière dont s'enchaînent les réactions dépend elle-même de la masse de l'étoile; mais ceci est une autre histoire...

Magnitude apparente et absolue :

Les astronomes ont pris l'habitude d'exprimer la luminosité d'une étoile en termes de "magnitudes" selon une échelle logarithmique (qui est aussi la manière dont notre oeil fonctionne). La magnitude apparente "1" avait déjà été choisie comme étant celle des plus brillantes étoiles visibles dans le ciel par l'astronome Hipparque de la Grèce antique. Il classa les étoiles moins brillantes selon des magnitudes croissantes. Aujourd'hui, on a défini une échelle de magnitudes à partir des rapports d'intensité lumineuse. Une différence de 5 magnitudes entre deux étoiles signifie que l'une d'elles est exactement 100 fois plus brillante que l'autre. Une différence de magnitude est donnée par la relation:

   m1-m2 = -2.5log(F1/F2)    (log de base 10)

Ainsi, si par exemple la première étoile à une magnitude m1=1 et l'autre m2=6, alors le rapport des flux F1/F2 = 100 (m1 est 100 fois plus lumineuse que m2).

Les astronomes ont défini une échelle de magnitudes apparentes dont le zéro correspond approximativement aux étoiles les plus brillantes du ciel et qui croît avec une luminosité décroissante (les étoiles les plus faibles visibles à l'oeil nu ont une magnitude apparente d'environ 6, les objets les plus faibles détectés par nos télescopes ont une magnitude de 30 et le Soleil, qui illumine le ciel diurne, -26.8).

Pour pouvoir comparer des étoiles de types différents entre-elles et exprimer leur luminosite intrinsèque, les astronomes utilisent la notion de Magnitude Absolue. C'est la magnitude qu'aurait l'étoile si elle était placée à la distance de 10 "parsecs" (32.6 années-lumiere. 1 pc = 3.26 al). Un parsec est la distance à laquelle il faudrait se placer pour voir le rayon de l'orbite terrestre (ce que l'on appelle en d'autres termes "l'unité astronomique") sous un angle d'une seconde d'arc. C'est une notion astrométrique, ce qui nous ramène à la première question...
 

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Cette réponse a été préparée par Noel.Cramer@obs.unige.ch