Si vous regardez attentivement le ciel nocturne, il est facile de remarquer que les étoiles qui nous regardent sont de couleurs différentes. Bleutées, blanches, rouges, elles brillent uniformément ou scintillent comme une guirlande de sapin de Noël. Dans un télescope, les différences de couleur deviennent plus apparentes. La raison de cette diversité réside dans la température de la photosphère. Et, contrairement à une hypothèse logique, les étoiles les plus chaudes ne sont pas rouges, mais bleues, blanches-bleues et blanches. Mais tout d'abord.
Classification spectrale
Les étoiles sont d'énormes boules de gaz brûlantes. La façon dont nous les voyons depuis la Terre dépend de nombreux paramètres. Par exemple, les étoiles ne scintillent pas vraiment. Il est très facile de s'en convaincre: il suffit de se souvenir du Soleil. L'effet de scintillement se produit en raison du fait que la lumière qui nous vient des corps cosmiques surmonte le milieu interstellaire, plein de poussière et de gaz. Une autre chose est la couleur. C'est une conséquence de l'échauffement des coquilles (surtout la photosphère) à certaines températures. La vraie couleur peut différer de celle visible, mais la différence est généralement faible.
Aujourd'hui, la classification spectrale des étoiles de Harvard est utilisée dans le monde entier. Elle se trouve êtretempérature et est basée sur la forme et l'intensité relative des raies du spectre. Chaque classe correspond aux étoiles d'une certaine couleur. La classification a été développée à l'Observatoire de Harvard en 1890-1924.
Un Anglais rasé a mâché des dattes comme des carottes
Il existe sept classes spectrales principales: O-B-A-F-G-K-M. Cette séquence reflète une diminution progressive de la température (de O à M). Pour s'en souvenir, il existe des formules mnémoniques particulières. En russe, l'un d'eux ressemble à ceci: "Un Anglais rasé a mâché des dattes comme des carottes". Deux autres s'ajoutent à ces classes. Les lettres C et S désignent des luminaires froids avec des bandes d'oxydes métalliques dans le spectre. Examinons de plus près les classes d'étoiles:
- La classe O est caractérisée par la température de surface la plus élevée (de 30 à 60 mille Kelvin). Les étoiles de ce type dépassent le Soleil en masse de 60 et en rayon - de 15 fois. Leur couleur visible est le bleu. En termes de luminosité, ils devancent notre étoile de plus d'un million de fois. L'étoile bleue HD93129A, appartenant à cette classe, se caractérise par l'un des indices de luminosité les plus élevés parmi les corps cosmiques connus. Selon cet indicateur, il est en avance sur le Soleil de 5 millions de fois. L'étoile bleue est située à une distance de 7,5 mille années-lumière de nous.
- La classe B a une température de 10 à 30 000 Kelvin, une masse 18 fois supérieure à celle du Soleil. Ce sont des étoiles blanches-bleues et blanches. Leur rayon est 7 fois plus grand que celui du Soleil.
- La classe A se caractérise par une température de 7,5 à 10 000 Kelvin,rayon et masse dépassant respectivement 2,1 et 3,1 fois les paramètres similaires du Soleil. Ce sont des étoiles blanches.
- Classe F: température de 6 000 à 7 500 K. Masse supérieure à celle du Soleil de 1,7 fois, rayon de 1,3 fois. De la Terre, ces étoiles ont également l'air blanches, leur vraie couleur est blanc jaunâtre.
- Classe G: température 5-6 mille Kelvin. Le Soleil appartient à cette classe. La couleur apparente et vraie de ces étoiles est le jaune.
- Classe K: température 3500-5000 K. Le rayon et la masse sont inférieurs au solaire, ils sont 0,9 et 0,8 des paramètres correspondants de l'étoile. Vu de la Terre, la couleur de ces étoiles est jaune orangé.
- Classe M: température 2-3,5 mille Kelvin. Masse et rayon - 0,3 et 0,4 à partir de paramètres similaires du Soleil. De la surface de notre planète, ils ont l'air rouge-orange. Beta Andromedae et Alpha Chanterelles appartiennent à la classe M. L'étoile rouge vif familière à beaucoup est Bételgeuse (Alpha Orionis). Il est préférable de le chercher dans le ciel en hiver. L'étoile rouge est située au-dessus et légèrement à gauche de la ceinture d'Orion.
Chaque classe est divisée en sous-classes de 0 à 9, c'est-à-dire de la plus chaude à la plus froide. Le nombre d'étoiles indique l'appartenance à un certain type spectral et le degré d'échauffement de la photosphère par rapport aux autres luminaires du groupe. Par exemple, le Soleil appartient à la classe G2.
Blancs visuels
Ainsi, les classes d'étoiles B à F peuvent sembler blanches depuis la Terre. Et seuls les objets appartenant au type A ont réellement cette coloration. Ainsi, l'étoile Saif (la constellation d'Orion) et Algol (bêta Persée) sembleront à un observateur non armé d'un télescopeblanche. Ils appartiennent à la classe spectrale B. Leur vraie couleur est bleu-blanc. Mythrax et Procyon, les étoiles les plus brillantes des dessins célestes de Persée et Canis Minor, apparaissent également en blanc. Cependant, leur vraie couleur est plus proche du jaune (grade F).
Pourquoi les étoiles sont-elles blanches pour un observateur terrestre ? La couleur est déformée en raison de la grande distance qui sépare notre planète d'objets similaires, ainsi que des volumineux nuages de poussière et de gaz, souvent présents dans l'espace.
Classe A
Les étoiles blanches sont caractérisées par une température pas aussi élevée que les représentants des classes O et B. Leur photosphère chauffe jusqu'à 7,5-10 mille Kelvin. Les étoiles de classe spectrale A sont beaucoup plus grandes que le Soleil. Leur luminosité est également supérieure - environ 80 fois.
Dans le spectre des étoiles A, les raies hydrogène de la série Balmer sont fortement prononcées. Les lignes des autres éléments sont sensiblement plus faibles, mais elles deviennent plus significatives à mesure que vous passez de la sous-classe A0 à A9. Les géantes et les supergéantes appartenant à la classe spectrale A sont caractérisées par des raies d'hydrogène légèrement moins prononcées que les étoiles de la séquence principale. Dans le cas de ces luminaires, les lignes de métaux lourds deviennent plus visibles.
Il existe de nombreuses étoiles particulières appartenant à la classe spectrale A. Ce terme fait référence aux luminaires qui ont des caractéristiques notables dans le spectre et les paramètres physiques, ce qui rend difficile leur classification. Par exemple, des étoiles plutôt rares de type Bootes lambda se caractérisent par un manque de métaux lourds et une rotation très lente. Les luminaires particuliers incluent également les naines blanches.
La classe A appartient à ces objets lumineux de la nuitciel, comme Sirius, Mencalinan, Alioth, Castor et d'autres. Apprenons à mieux les connaître.
Alpha Canis Major
Sirius est l'étoile la plus brillante du ciel, mais pas la plus proche. La distance à cela est de 8,6 années-lumière. Pour un observateur terrestre, il semble si brillant parce qu'il a une taille impressionnante et pourtant n'est pas aussi éloigné que de nombreux autres objets grands et brillants. L'étoile la plus proche du Soleil est Alpha du Centaure. Sirius est à la cinquième place sur cette liste.
Il appartient à la constellation Canis Major et est un système de deux composants. Sirius A et Sirius B sont séparés par 20 unités astronomiques et tournent sur une période d'un peu moins de 50 ans. Le premier composant du système, une étoile de la séquence principale, appartient à la classe spectrale A1. Sa masse est le double de celle du soleil et son rayon est de 1,7 fois. C'est lui qui peut être observé à l'œil nu depuis la Terre.
Le deuxième composant du système est une naine blanche. L'étoile Sirius B est presque égale à notre luminaire en masse, ce qui n'est pas typique pour de tels objets. En règle générale, les naines blanches sont caractérisées par une masse de 0,6 à 0,7 masse solaire. Dans le même temps, les dimensions de Sirius B sont proches de celles de la Terre. On suppose que le stade de naine blanche a commencé pour cette étoile il y a environ 120 millions d'années. Lorsque Sirius B a été localisé sur la séquence principale, il s'agissait probablement d'un luminaire d'une masse de 5 masses solaires et appartenait au type spectral B.
Sirius A, selon les scientifiques, passera à la prochaine étape de l'évolution dans environ 660 millions d'années. Puisil se transformera en une géante rouge, et un peu plus tard - en une naine blanche, comme sa compagne.
Alpha Eagle
Comme Sirius, de nombreuses étoiles blanches, dont les noms sont donnés ci-dessous, sont bien connues non seulement des passionnés d'astronomie en raison de leur luminosité et de leur mention fréquente dans les pages de la littérature de science-fiction. Altaïr fait partie de ces sommités. Alpha Eagle se retrouve par exemple chez Ursula le Guin et Steven King. Dans le ciel nocturne, cette étoile est clairement visible en raison de sa luminosité et de sa proximité relativement proche. La distance séparant le Soleil d'Altaïr est de 16,8 années-lumière. Parmi les étoiles de classe spectrale A, seule Sirius est plus proche de nous.
Altair est 1,8 fois plus massif que le Soleil. Sa caractéristique est une rotation très rapide. L'étoile effectue une rotation autour de son axe en moins de neuf heures. La vitesse de rotation près de l'équateur est de 286 km/s. En conséquence, l'Altair "agile" sera aplati des pôles. De plus, en raison de la forme elliptique, la température et la luminosité de l'étoile diminuent des pôles à l'équateur. Cet effet est appelé "obscurcissement gravitationnel".
Une autre caractéristique d'Altair est que son éclat change avec le temps. Il fait référence à des variables de type Shield delta.
Alpha Lyra
Vega est l'étoile la plus étudiée après le Soleil. Alpha Lyrae est la première étoile dont le spectre a été déterminé. Elle est également devenue le deuxième luminaire après le Soleil, capturé sur la photographie. Vega a également été parmi les premières étoiles dont les scientifiques ont mesuré la distance en utilisant la méthode de parlaxité. Pendant une longue période, la luminosité de l'étoile a été considérée comme 0 lors de la détermination des magnitudes d'autres objets.
Alpha Lyra est bien connue à la fois de l'astronome amateur et du simple observateur. C'est la cinquième plus brillante parmi les étoiles et fait partie de l'astérisme du triangle d'été avec Altair et Deneb.
La distance du Soleil à Vega est de 25,3 années-lumière. Son rayon équatorial et sa masse sont respectivement 2,78 et 2,3 fois plus grands que les paramètres similaires de notre étoile. La forme d'une étoile est loin d'être une boule parfaite. Le diamètre à l'équateur est sensiblement plus grand qu'aux pôles. La raison en est l'énorme vitesse de rotation. A l'équateur, elle atteint 274 km/s (pour le Soleil, ce paramètre est légèrement supérieur à deux kilomètres par seconde).
L'une des particularités de Vega est le disque de poussière qui l'entoure. Vraisemblablement, il est apparu à la suite d'un grand nombre de collisions de comètes et de météorites. Le disque de poussière tourne autour de l'étoile et est chauffé par son rayonnement. En conséquence, l'intensité du rayonnement infrarouge de Vega augmente. Il n'y a pas si longtemps, des asymétries ont été découvertes dans le disque. Leur explication probable est que l'étoile a au moins une planète.
Alpha Gémeaux
Le deuxième objet le plus brillant de la constellation des Gémeaux est Castor. Lui, comme les luminaires précédents, appartient à la classe spectrale A. Castor est l'une des étoiles les plus brillantes du ciel nocturne. Dans la liste correspondante, il occupe la 23e place.
Castor est un système multiple composé de six composants. Les deux éléments principaux (Castor A et Castor B) tournentautour d'un centre de masse commun avec une période de 350 ans. Chacune des deux étoiles est une binaire spectrale. Les composants de Castor A et Castor B sont moins brillants et appartiennent vraisemblablement au type spectral M.
Castor C n'a pas été immédiatement connecté au système. Initialement, il a été désigné comme une star indépendante YY Gemini. Au cours du processus de recherche de cette région du ciel, il est devenu connu que ce luminaire était physiquement connecté au système Castor. L'étoile tourne autour d'un centre de masse commun à tous les composants avec une période de plusieurs dizaines de milliers d'années et est également un binaire spectral.
Beta Aurigae
Le dessin céleste d'Auriga comprend environ 150 "points", dont beaucoup sont des étoiles blanches. Les noms des luminaires en diront peu à une personne éloignée de l'astronomie, mais cela n'enlève rien à leur importance pour la science. L'objet le plus brillant du motif céleste, appartenant à la classe spectrale A, est Mencalinan ou Beta Aurigae. Le nom de l'étoile en arabe signifie "l'épaule du propriétaire des rênes".
Menkalinan - système triple. Ses deux composantes sont des sous-géantes de classe spectrale A. La luminosité de chacune d'elles dépasse de 48 fois le paramètre similaire du Soleil. Ils sont séparés par une distance de 0,08 unités astronomiques. La troisième composante est une naine rouge à une distance de 330 UA de la paire. e.
Epsilon Ursa Major
Le "point" le plus brillant dans peut-être la constellation la plus célèbre du ciel du nord (la Grande Ourse) est Aliot, également classé dans la classe A. La magnitude apparente est de 1,76. L'étoile lumineuse la plus brillante occupe la 33e place. Alioth entre dans l'astérisme de la Grande Ourse et est plus proche du bol que les autres luminaires.
Le spectre d'Aliot est caractérisé par des raies inhabituelles fluctuant avec une période de 5,1 jours. On suppose que les caractéristiques sont associées à l'influence du champ magnétique de l'étoile. Selon des données récentes, des fluctuations du spectre peuvent se produire en raison de la proximité d'un corps cosmique d'une masse de près de 15 masses de Jupiter. Qu'il en soit ainsi est encore un mystère. Comme d'autres secrets des étoiles, les astronomes essaient de le comprendre chaque jour.
Naines blanches
L'histoire des étoiles blanches sera incomplète si nous ne mentionnons pas cette étape de l'évolution des étoiles, désignée sous le nom de "naine blanche". Ces objets tirent leur nom du fait que la première découverte d'entre eux appartenait à la classe spectrale A. C'était Sirius B et 40 Eridani B. Aujourd'hui, les naines blanches sont appelées l'une des options pour la dernière étape de la vie d'une étoile.
Arrivons plus en détail sur le cycle de vie des luminaires.
Évolution des étoiles
Les stars ne naissent pas en une nuit: chacune d'entre elles passe par plusieurs étapes. Tout d'abord, un nuage de gaz et de poussière commence à se rétrécir sous l'influence de ses propres forces gravitationnelles. Lentement, il prend la forme d'une boule, tandis que l'énergie de la gravité se transforme en chaleur - la température de l'objet augmente. Au moment où elle atteint une valeur de 20 millions de Kelvin, la réaction de fusion nucléaire commence. Cette étape est considérée comme le début de la vie d'une étoile à part entière.
La plupart du temps, les luminaires passent sur la séquence principale. Des réactions se produisent constamment dans leurs intestinscycle de l'hydrogène. La température des étoiles peut varier. Lorsque tout l'hydrogène du noyau se termine, une nouvelle étape d'évolution commence. Maintenant, l'hélium est le carburant. Dans le même temps, l'étoile commence à se dilater. Sa luminosité augmente, tandis que la température de surface, au contraire, diminue. L'étoile quitte la séquence principale et devient une géante rouge.
La masse du noyau d'hélium augmente progressivement et commence à rétrécir sous son propre poids. L'étape du géant rouge se termine beaucoup plus rapidement que la précédente. Le chemin que prendra l'évolution ultérieure dépend de la masse initiale de l'objet. Les étoiles de faible masse au stade de géante rouge commencent à gonfler. À la suite de ce processus, l'objet perd ses coquilles. Une nébuleuse planétaire et un noyau nu d'étoile se forment. Dans un tel noyau, toutes les réactions de fusion sont terminées. C'est ce qu'on appelle une naine blanche d'hélium. Les géantes rouges plus massives (jusqu'à une certaine limite) évoluent en naines blanches carbonées. Ils ont des éléments plus lourds que l'hélium dans leurs noyaux.
Caractéristiques
Les naines blanches sont des corps, en masse, en règle générale, très proches du Soleil. En même temps, leur taille correspond à la terre. La densité colossale de ces corps cosmiques et les processus qui se déroulent dans leurs profondeurs sont inexplicables du point de vue de la physique classique. Les secrets des étoiles ont été révélés par la mécanique quantique.
La substance des naines blanches est un plasma électron-nucléaire. Il est presque impossible de le concevoir même en laboratoire. Par conséquent, de nombreuses caractéristiques de ces objets restent incompréhensibles.
Même si vous étudiez les étoiles toute la nuit, vous ne pourrez pas détecter au moins une naine blanche sans équipement spécial. Leur luminosité est bien inférieure à celle du soleil. Selon les scientifiques, les naines blanches représentent environ 3 à 10 % de tous les objets de la Galaxie. Cependant, à ce jour, seuls ceux qui se trouvent à moins de 200-300 parsecs de la Terre ont été trouvés.
Les naines blanches continuent d'évoluer. Immédiatement après leur formation, ils ont une température de surface élevée, mais se refroidissent rapidement. Quelques dizaines de milliards d'années après sa formation, selon la théorie, la naine blanche se transforme en une naine noire - un corps qui n'émet pas de lumière visible.
Les étoiles blanches, rouges ou bleues pour l'observateur diffèrent principalement par la couleur. L'astronome regarde plus profondément. La couleur pour lui en dit tout de suite beaucoup sur la température, la taille et la masse de l'objet. Une étoile bleue ou bleu vif est une boule chaude géante, loin devant le Soleil à tous égards. Les luminaires blancs, dont des exemples sont décrits dans l'article, sont un peu plus petits. Les nombres d'étoiles dans divers catalogues en disent aussi beaucoup aux professionnels, mais pas tous. Une grande quantité d'informations sur la vie des objets spatiaux lointains n'a pas encore été expliquée ou n'a même pas été découverte.
