Couleur et vie des étoiles.

Couleur et vie des étoiles.
1 Notre environnement.
Distances, forces, températures, chimie, électricité et optique : éléments du quotidien
2 La lumière.
Unique information qui nous provient du cosmos.
Historique de la connaissance de la nature de la lumière.
Observation d’une zone de ciel pour constater les différences. (Orion).
Phénomènes de générations et de transformation de la lumière.
3 Utilisation des informations contenues dans la lumière.
Classification par genre. Diagramme HR, luminosité et température.
Analyse de la composition chimique à partir de l’information spectroscopique.
Interprétation de l’observation
4 Origine de l’énergie des étoiles.
Naissance d’une étoile.
Principe de la réaction nucléosynthèse.
Parcours d’un photon, modification de son énergie.
Evolution de la température du cœur vers la surface.
Liaison luminosité et énergie consommée, durée de vie.
5 Mort d’une étoile
Emballement de la réaction thermonucléaire.
Augmentation du volume, baisse température de surface.
Epuisement du combustible, effondrement.
Particularité des étoiles variables.
Transformation selon la masse.
Supernova, onde de choc et trous noirs.

Notre environnement
Nous vivons dans un monde où les forces régissent notre quotidien. Nous avons appris à les
quantifier et à les utiliser. Les distances, températures ou vitesses sont des éléments qui
nous sont familiers. Nous utilisons l’électricité, le téléphone ou la radio, sans soupçonner
que ces appareils utilisent des forces identiques à celles qui engendrent la lumière et les
infinies couleurs dont nous profitons.
Mais, pour découvrir l’Univers qui nous entoure, nous ne disposons pourtant que de cette
information. Impossible de dérouler un ruban pour mesurer des distances, de peser le
moindre élément de l’Univers ou d’en faire une analyse chimique. Les seules informations
qui nous parviennent sont contenues dans les rayonnements lumineux ou plus exactement
les rayonnements électromagnétiques.
Il est donc primordial de comprendre la nature de cette force afin d’en interpréter les
différentes informations qu’elle nous transmet depuis l’espace.
NB Par l’analyse de particules venues de l’espace, les scientifiques disposent depuis
quelques décennies, d’informations qui ne sont pas transmissent par des phénomènes
électromagnétiques
.

La Lumiére
Historique
Comme l’air, la lumière nous est tellement familière que son existence en tant que
phénomène physique propre n’est pas évidente.
Dans l’antiquité, pour expliquer la vision des objets, différentes hypothèses se sont
succédées. Certains imaginaient que l’œil tel un radar, envoyait un rayon que l’objet
reflétait, d’autres évoquaient une émanation propre des atomes constituant les
objets.
Ce n’est qu’au XVII siècle que : Descartes puis au XVIII Newton entreprirent une
analyse expérimentale de ce phénomène. En décomposant et recomposant un rayon
lumineux isolé par un dispositif optique, ils en déduisent que :
La lumière est un phénomène propre contenant la notion de couleur et que sa
transmission était assurée par des particules.
Pour expliquer sa propagation, Newton introduit la notion d’éther.
A la même époque, Huygens contredit Newton en construisant, à partir de méthodes
expérimentales, une théorie où la lumière est une onde sans matière.
Par la suite, Young, Fresnel, Foucault, accentuèrent cette vision d’onde sans matière.

Puis, Maxwell au XIX siècle, fait l’hypothèse que le phénomène est de même nature
que l’électricité. Analysant le résultat de nombreuses expériences, il établit les
équations de base de l’électromagnétisme.
Enfin, Planck Broglie et Einstein, donnèrent à la lumière le statut utilisé de nos jours
ou Les ondes électromagnétiques sont une association de particules portées par une
onde qui ne nécessite pas de support pour se déplacer.
Elle peut être analysée selon les circonstances en flot de particules ou en onde.
Comme une personne peut être décrite par la couleur de ses yeux ou par sa taille.
Il est important de rappeler cet historique car, cette évolution de la compréhension du
phénomène, a directement permis d’interpréter les éléments recueillis lors des
observations. Et, en conséquence, ont permis de franchir de nombreuses étapes pour
l’astrophysique.

Ce que nous voyons.
Si, par une belle nuit étoilée, nous regardons certaines régions du ciel, nous pouvons
distinguer une grande variété de couleurs. Avec un petit instrument nous découvrons
immédiatement différentes structures.
La photo ci-dessus nous reproduit l’image de la région de la constellation d’Orion. Cette zone
est particulièrement intéressante pour notre réflexion car elle nous donne l’image de
nombreux objets d’aspects différents qui imageront les analyses que nous allons faire :
Pourquoi observe-t-on une grosse étoile rouge, d’autres bleutées ou blanches, plus ou moins
grosses, et même, un objet au contour imprécis ?
Pour répondre à ces questions, nous allons décrire la manière dont ces différents objets
émettent leur lumière.