I. Bases observationnelles: Le diagramme HR

I.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Année 2004-2005
Bases observationnelles:
Le diagramme HR
Quelques définitions
Les vecteurs de l’information
Luminosités & magnitudes
Températures effectives & spectres
Le diagramme Hertzsprung-Russell
Scénario de l’évolution stellaire
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1. Quelques définitions
• Etoile:
– Corps céleste ayant au cours de sa vie contrebalancé un
confinement gravitationnel par des réactions thermonucléaires
de fusion de l’hydrogène
• Naine brune:
– Corps céleste formé comme une étoile mais de masse
insuffisante pour satisfaire la définition ci-dessus
• Planète:
– Corps céleste (sphérique) de faible masse formé dans un disque
circumstellaire (?)
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1. Quelques définitions
Des étoiles aux planètes:
– Des tailles et
températures très
variables
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2. Les vecteurs de l’information
• La matière
–
–
–
–
•
Les neutrinos
–
–
•
Météorites, micrométéorites
Vent solaire
Débris cométaires
Retour d’échantillons (Système Solaire)
Solaires
SN 1987A
Les ondes gravitationnelles
• Les photons
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3. Luminosités & magnitudes
• Luminosité (L)
– Energie totale émise par unité de temps (en erg/s)
33
– Lsol ≈ 4 ×10 erg/s
– 3 sources d’énergie:
€
• Photons,
• Neutrinos
• Mécanique (ex: perte de masse)
• Magnitudes
– Soit f le flux total d’énergie lumineuse reçue sur Terre
– On définit la magnitude bolométrique
– Et la magnitude bolométrique absolue (qu’aurait l’* à 10pc du Soleil)
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4. Températures effectives & spectres
• Teff: température du corps noir qui rayonne le même flux
d’énergie
– Le flux d’un corps noir homogène de température Teff est:
– La température effective d’une étoile de luminosité L est donc telle que:
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Un spectre de raies (le Soleil)
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Un spectre continu (Vega)
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Classification spectrale (système MK)
• Type spectral
– O, B, A, F, G, K, M, L, T
– Sous-classes entre 0 et 9 par ordre de Teff décroissante
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Classification spectrale (système MK)
• Classes de luminosité
–
–
–
–
I: supergéantes
II, III: géantes
IV: sous-géantes
V: naines
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Le Soleil: G2V
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5. Le diagramme Hertzsprung-Russell
• C’est la base observationnelle
de l’évolution stellaire.
• 1 point = 1 étoile
• Ordonnée: logL ou V
• Abscisse: 1/Teff ou B-V
Supergéantes
4
Log L
2
Sé
q
0
Géantes
ue
nc
ep
rin
-2
Naines blanches
B
A
F
-4
cip
ale
G
K
M Classe
-4
Température effective (K)
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5. Le diagramme Hertzsprung-Russell
• Rayons et masses dans le
diagramme HR (séquence
principale)
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5. Le diagramme Hertzsprung-Russell
• C’est la base observationnelle
de l’évolution stellaire.
• 1 point = 1 étoile
• Ordonnée: logL ou V
• Abscisse: 1/Teff ou B-V
• Figure: Diagramme HR à
partir des parallaxes
Hipparcos
– (On n’inclue que les étoiles dont
la distance est mesurée!)
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5. Le diagramme Hertzsprung-Russell
• C’est la base observationnelle
de l’évolution stellaire.
• 1 point = 1 étoile
• Ordonnée: logL ou V
• Abscisse: 1/Teff ou B-V
• Figure: Diagramme d’amas
– Pour l’amas globulaire M3:
toutes les étoiles ont le même
age.
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5. Le diagramme Hertzsprung-Russell
• Diagrammes HR pour divers amas ouverts:
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6. Scénario de l’évolution stellaire
• But:
– expliquer le diagramme HR
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6. Scénario de l’évolution stellaire
• Simulation de l’évolution du diagramme HR d’un amas:
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