Espace : c’est quoi une étoile ? Dix questions pour tout comprendre … – actu.fr

Le Soleil s’est couché, l’atmosphère s’assombrit, et petit à petit, des dizaines, des centaines, même des milliers de points lumineux semblent s’allumer dans le ciel. Le spectacle est aussi saisissant qu’intriguant.

C’est quoi tous ces points qui ornent le ciel ? C’est quoi exactement une étoile ? Comment ça naît, combien de temps ça vit ..? Est-ce que c’est vraiment le ciel du passé que l’on observe ? Éléments de réponse. 

Que voit-on quand on lève les yeux ? 

Dans le langage courant, chacun de ces points lumineux visible au-dessus de nos têtes est considéré comme une étoile. C’est plus compliqué que ça.

Depuis la Terre, on ne voit pas que des étoiles à proprement parler. Il y a aussi les comètes et les planètes, notamment.

Déjà, il y a une infinité de corps rocheux et gazeux qui se promènent à travers notre système solaire. Par exemple, les comètes : des boules de glace qui suivent une orbite, comme C/2022 E3 (ZTF), qui est passée tout proche de la Terre au début de l’année 2023. Cette dernière repasse tous les 50 000 ans, si elle ne percute rien entre-temps. 

Ces comètes lâchent parfois des poussières, lesquelles peuvent entrer dans l’atmosphère terrestre, et nous apparaître comme des étoiles filantes. Celle que l’on nomme 8P/Tuttle passe une fois tous les 13 ans et demi. Elle a laissé filer (c’est le cas de le dire) suffisamment de poussières pour que chaque année, elles repassent proche de nous et que nous ayons la chance de voir les étoiles filantes des Ursides.

« Comme tout, cette traînée s’épuisera un jour, mais à l’échelle humaine, c’est bien trop lointain pour que cela nous concerne », avait expliqué Gilles Dawidowicz, vice-président de la Société astronomique de France à actu.fr lors du pic des Perséides de 2022.

Ça, c’est pour les points lumineux qui bougent, auxquels on peut ajouter les avions, souvent confondus avec des objets spatiaux, et les satellites, qu’ils soient naturels comme la lune, ou artificiels comme ceux de Starlink qui laissent d’ailleurs des sortes de traînées lumineuses. 

Dans le ciel, on voit aussi les planètes. Vénus, que l’on nomme aussi l’étoile du berger, est le premier point à « s’allumer », lorsque la pénombre s’installe. Mars, également, est visible. À l’heure où ces lignes sont écrites, les deux planètes sont d’ailleurs plus ou moins proches depuis notre point de vue. En mars 2022, Vénus et Jupiter – que l’on voit parfois – étaient alignées.

Saturne, elle, est difficilement observable à l’œil nu. 

Pourquoi ne voit-on pas Mercure, Uranus et Neptune ? « Trop proche du Soleil, la luminosité de Mercure y est noyée », relate Jean-Pierre Martin. « Uranus et Neptune sont simplement trop loin, et pas suffisamment lumineuses. »

Enfin, on voit les étoiles à proprement parler.

C’est quoi exactement une étoile du coup ? 

Si l’on prend le vocabulaire astronome, une étoile est une boule de gaz chaud contenant de l’hélium et de l’hydrogène.

Elle est tellement chaude (on parle de millions de degrés), que des réactions nucléaires se produisent. Cela crée de l’énergie, et c’est cela qui définit une étoile : un astre producteur et émetteur d’énergie. 

Comment naît et meurt une étoile ? 

C’est bien gentil de savoir ce qui définit une étoile, mais ça ne répond pas à la question en sous-marin. D’où viennent-elles ? 

« En fait, c’est grâce à cette loi universelle qu’est la gravitation », tente de décrypter le physicien. Imaginez un amas de poussières et de molécules en suspension dans le vide sidéral. « La gravité crée un rapprochement de ces poussières, ce qui fait grandir l’étoile en devenir ».

Un équilibre est trouvé entre la pression du rapprochement (telle qu’elle fait augmenter la température et conduit aux réactions nucléaires) et la force de gravité . Et « pouf, a star is born » (une étoile est née, en anglais), s’amuse Jean-Pierre Martin.

En fonction de sa masse, elle vit plus ou moins longtemps, (notre soleil, étoile « moyenne » a une durée de vie totale de 10 milliards d’années) jusqu’à ce que l’hydrogène en elle ne vienne à manquer.

« Dès lors, l’étoile devient une géante rouge, puis une nébuleuse planétaire », note-t-il. Son cœur devient ensuite compact et blanc : une naine blanche. « C’est la voie royale », s’enthousiasme-t-il.

« Dans le cas où la masse de l’étoile est très importante (certaines font 100 fois celle de notre Soleil, NDLR), elle devient d’abord une « super géante rouge », puis une supernova. Ce sont les supernovas qui propagent dans l’Espace tout ce qui nous constitue, comme l’hélium et l’hydrogène donc, mais aussi le zinc, le plomb, l’argent, l’or, le silicium etc. .

Tout le monde dit que nous sommes les enfants des étoiles, mais nous sommes aussi des enfants de supernovas.

Une fois qu’elle a explosé, la Supernova donne naissance, soit à une étoile à neutrons, soit à un trou noir, en fonction de sa masse.

Il y a aussi ce que l’on appelle les naines brunes. Ces dernières sont trop massives pour être une planète, mais pas assez pour être une étoile.

Notre Soleil est-il une étoile comme une autre ? 

Eh bien… oui. À première vue, il est même tout à fait banal, dans la moyenne. Ni trop lourd, ni trop chaud. D’ailleurs, toutes les étoiles (au sens astronomique du terme), sont les soleils de leur propre système solaire. 

En revanche en 2020, une étude parue dans la revue Science a mis en évidence le fait que l’activité magnétique de notre astre serait moindre par rapport aux 369 autres étudiés. 

La seule différence entre eux connue à ce jour ? Dans l’orbite de notre Soleil, il y a une planète qui abrite la vie.

Quoi qu’il en soit, les scientifiques ne sont pas formels à ce sujet. Ils expliquent qu’il est possible que notre Soleil « alterne entre des époques d’activité faible et élevée sur des échelles de temps supérieures à  9 000 ans ».

Et donc, il est possible que dans des périodes différentes, notre Soleil soit aussi actif que les autres. On sait, d’ailleurs qu’il obéit à un cycle de 11 ans, pendant lequel les tâches noires que l’on voit à sa surface varient. 

Quelle est la différence entre les étoiles et les planètes ? 

Dans les faits, le processus de création est le même. Cependant, les étoiles ont une masse bien supérieure à celle des planètes.

« Nous pensons que Jupiter (69  911 km de rayon contre 6  371 pour la Terre, NDLR) était juste à la limite. Elle est tellement énorme qu’avec un peu plus de masse et de volume, elle aurait pu se déclencher en étoile », signale Jean-Pierre Martin.

Une autre différence notable est que les planètes ne brillent pas d’elles même, elles réfléchissent la lumière de leur étoile.

Pourquoi certaines étoiles n’ont pas la même couleur que d’autres ? 

Une immense majorité des points lumineux que l’on peut voir dans le ciel sont blancs. À cette distance, notre oeil n’est pas capable de distinguer les couleurs.

En revanche, si l’on était un peu plus proche, on verrait une kyrielle de chromies. « Les couleurs des étoiles, c’est l’inverse de la plomberie. Plus c’est chaud (environ 20 000 ° C), plus on tire vers le bleu, et moins ça l’est (façon de parler, les plus froides sont autour de 3 500 ° C à la surface), plus l’étoile est rougeoyante », image Jean-Pierre Martin.

À quelle distance est l’étoile la plus lointaine ? Et la plus proche ?

L’étoile la plus proche de la Terre, c’est évidemment le Soleil, à environ 150 millions de kilomètres. « Après le Soleil, il y a Proxima du Centaure à plus ou moins 4,246 années-lumière ». 

Concernant l’étoile la plus lointaine, difficile de répondre. L’univers est vaste, et nous sommes loin de l’avoir exploré dans son entièreté. 

En 2022, le télescope Hubble a observé, pour la première fois Earendel. Les scientifiques, cités dans la revue Nature, estiment qu’elle ne date que de 900 millions d’années après le Big Bang. Sa lumière aurait eu besoin de presque 13 milliards d’années pour nous parvenir. Elle est donc située à presque 13 milliards d’années-lumière.

Pour rappel, une année-lumière est équivalente à 10 000 milliards de kilomètres. Vertige. 

Et une constellation, qu’est-ce que c’est ?

Une constellation, en fait, c’est une illusion d’optique. « C’est juste un alignement d’étoiles que l’on voit plus ou moins à côté », tempère le physicien.

Il y a bien longtemps, on s’est dit “tiens, ces étoiles-là, ensemble, elles ont une forme de casserole. Et celles-là, on dirait un taureau”, et voilà. Ça permettait de se repérer.

Pour autant, ce n’est pas parce qu’elles semblent être côte à côte dans le ciel qu’elles le sont réellement.

La constellation de la Grande Ourse, par exemple, aussi nommée Casserole, ou Chariot, est composée de plusieurs étoiles. Dubhé (Alpha Ursae Majoris) et Alioth (Epsilon Ursae Majoris) en font partie. La première est à environ 123 années-lumière de la Terre quand la seconde est à environ 82,52 années-lumière.

Voit-on toutes les étoiles de notre galaxie ?

Il y en a certaines que l’on voit distinctement et d’autres, qui nous sont invisibles. La raison peut venir de la faible luminosité de cette dernière, ou de leur masse.

En fonction de la masse d’une étoile, qui influe sur sa chaleur, elle est susceptible de briller dans une longueur d’onde invisible à l’œil nu. En infrarouge ou en ultra violet. 

Est-ce qu’on regarde vraiment le passé quand on lève les yeux ? 

Incroyable de se dire ça non ? C’est bel et bien vrai. Le phénomène est dû à la distance astronomique (encore une fois, c’est le cas de le dire), entre nous et les composants de l’univers. « Plus on regarde loin dans l’univers, plus on regarde loin dans le passé », résume Jean-Pierre Martin. 

La lumière file à 300 000 km/s. La Lune est à un peu plus 300 000 km de nous. Donc, stricto sensu, nous avons un peu plus d’une seconde de retard sur la réalité de la Lune. 

Prenons la galaxie d’Andromède, qui a plus ou moins 10 milliards d’années. Elle est située à 2,537 millions d’années-lumière de la Terre. Sa lumière – qui est, rappelons-le, l’une des seules sources d’information à notre disposition – met donc 2,537 millions d’années à nous parvenir. « On regarde donc Andromède telle qu’elle était il y a 2,537 millions d’années », certifie-t-il. 

Parfois, l’on observe des étoiles qui sont déjà mortes. Mais telles qu’elles nous apparaissent, on ne le voit pas. « On ne peut que le supposer », avance le physicien. 

En revanche, pour Earendel, qui est à 13 milliards d’années-lumière de nous, on est plus ou moins sûrs qu’aujourd’hui, elle n’est plus. Et pourtant, on la voit ! Voir le ciel, c’est voyager dans le temps. Incroyable, non ? 

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