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Nain rouge

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Les naines rouges constituent la majorité de toutes les étoiles.

Selon le diagramme de Hertzsprung-Russell,1 une étoile naine rouge est une petite étoile relativement froide de la séquence principale, de type spectral tardif K ou M. Les naines rouges constituent la grande majorité des étoiles et ont une masse inférieure à la moitié de celle du Soleil (jusqu'à environ 0,075 masse solaire, qui sont des naines brunes) et une température de surface inférieure à 3 500 K. Elles ont une durée de vie estimée énorme , allant de dizaines de milliards à des milliards d'années.

Description et caractéristiques

Vue d'artiste d'une planète en orbite autour d'une naine rouge.

Les naines rouges sont des étoiles de très faible masse, généralement pas plus de 40% de la masse du Soleil.2 Par conséquent, ils ont des températures relativement basses dans leurs noyaux et l'énergie est générée à un rythme lent grâce à la fusion nucléaire de l'hydrogène en hélium via le mécanisme de la chaîne proton-proton (PP). Ainsi ces étoiles émettent peu de lumière, parfois aussi peu que 1/10 000ème de celle du Soleil. Mais même la plus grande naine rouge a seulement environ dix pour cent de la luminosité du Soleil.3

En général, les naines rouges transportent l'énergie du cœur de l'étoile à sa surface par convection. La convection se produit en raison de l'opacité de l'intérieur, qui a une densité relativement élevée par rapport à ce que l'on pourrait attendre à cette température. En conséquence, il est plus difficile pour les photons de se déplacer vers la surface par des processus radiatifs. La convection prend le relais du transport d'énergie car c'est un procédé plus efficace.4

Comme les naines rouges sont entièrement convectives, l'hélium ne s'accumule pas au cœur et, par rapport aux grandes étoiles comme le Soleil, elles peuvent brûler une plus grande proportion de leur hydrogène avant de quitter la séquence principale. Ainsi, les naines rouges ont une durée de vie estimée énorme: de plusieurs dizaines de milliards à des milliards d'années, selon leur masse. Ces durées de vie sont plus longues que l'âge estimé de l'univers. Plus la masse d'un nain rouge est faible, plus sa durée de vie est longue.2 À mesure que la proportion d'hydrogène dans une naine rouge est consommée, le taux de fusion diminue et le cœur commence à se contracter. L'énergie gravitationnelle générée par cette réduction de taille est convertie en chaleur, qui est transportée dans toute l'étoile par convection.5

Le fait que des naines rouges et d'autres étoiles de faible masse restent sur la séquence principale tandis que des étoiles plus massives se sont éloignées de la séquence principale permet d'estimer l'âge des amas d'étoiles en trouvant la masse à laquelle les étoiles désactivent la séquence principale. Cela fournit une limite d'âge stellaire inférieure à l'Univers et permet également de placer des échelles de temps de formation sur les structures de la galaxie de la Voie lactée, à savoir le halo galactique et le disque galactique.

Un mystère qui n'a pas été résolu en 2007 est l'absence d'étoiles naines rouges sans «métaux». (En astronomie, un "métal" est tout élément autre que l'hydrogène ou l'hélium.) Le modèle Big Bang prédit que la première génération d'étoiles ne devrait contenir que de l'hydrogène, de l'hélium et des traces de lithium. Si ces étoiles comprenaient des naines rouges, elles devraient toujours être observables aujourd'hui, mais aucune n'a encore été identifiée. L'explication préférée est que sans éléments lourds, seules des étoiles de population III grandes et encore non observées peuvent se former, et celles-ci brûlent rapidement en laissant des éléments lourds, qui permettent ensuite la formation de naines rouges. Des explications alternatives, telles que les naines rouges sans métal sont faibles et pourraient être peu nombreuses, sont considérées comme beaucoup moins probables, car elles semblent entrer en conflit avec les modèles d'évolution stellaire.

Les naines rouges sont le type d'étoile le plus commun dans la galaxie, au moins dans le voisinage du Soleil. Proxima Centauri, l'étoile la plus proche du Soleil, est une naine rouge (Type M5, magnitude apparente 11.05), tout comme vingt des trente suivantes. Cependant, en raison de leur faible luminosité, les naines rouges individuelles ne peuvent pas être facilement observées sur les vastes distances interstellaires que les étoiles lumineuses peuvent.

Détection de planètes extrasolaires

Des planètes extrasolaires ont été découvertes en orbite autour de la naine rouge Gliese 581 en 2005, environ la masse de Neptune, ou dix-sept masses terrestres. Il orbite à seulement six millions de kilomètres (0,04 UA) de son étoile, et est donc estimé avoir une température de surface de 150 ° C, malgré la faible luminosité de l'étoile. En 2006, une planète extrasolaire encore plus petite (seulement 5,5 fois la masse de la Terre) a été trouvée en orbite autour de la naine rouge OGLE-2005-BLG-390L; il se trouve à 390 millions de km (2,6 UA) de l'étoile et sa température de surface est de -220 ° C (56 K).

En 2007, une nouvelle planète extrasolaire potentiellement habitable, Gliese 581 c, a été trouvée, en orbite autour de Gliese 581. Si la masse estimée par ses découvreurs (une équipe dirigée par Stéphane Udry), soit 5,03 fois celle de la Terre, est correcte, elle est la plus petite planète extrasolaire gravitant autour d'une étoile normale découverte à ce jour. (Il y a des planètes plus petites connues autour d'une étoile à neutrons, nommée PSR B1257 + 12.) Les découvreurs estiment que son rayon est 1,5 fois celui de la Terre. Cette planète se trouve dans la zone habitable de Gliese 581, et est le candidat le plus probable pour l'habitabilité de toute planète extrasolaire découverte jusqu'à présent.6

Habitabilité

L'habitabilité planétaire des systèmes d'étoiles naines rouges fait l'objet d'un débat. Malgré leur grand nombre et leur longue durée de vie, plusieurs facteurs peuvent rendre la vie difficile sur les planètes autour d'une étoile naine rouge. Premièrement, les planètes dans la zone habitable d'une naine rouge seraient si proches de l'étoile parente qu'elles seraient probablement verrouillées par la marée. Cela signifierait qu'un côté serait en plein jour et l'autre dans la nuit éternelle. Cette situation pourrait créer d'énormes variations de température d'un côté de la planète à l'autre. De telles conditions semblent rendre difficile l'évolution de la vie (telle que nous la connaissons). D'un autre côté, des théories récentes proposent qu'une atmosphère épaisse ou un océan planétaire pourraient potentiellement faire circuler de la chaleur autour d'une telle planète.

Un autre problème potentiel est que les naines rouges émettent la majeure partie de leur rayonnement sous forme de lumière infrarouge, tandis que sur Terre, les plantes utilisent l'énergie principalement dans le spectre visible. Mais le problème le plus grave est peut-être la variabilité stellaire. Les naines rouges sont souvent recouvertes de taches stellaires, ce qui réduit le rendement stellaire jusqu'à 40% pendant des mois. À d'autres moments, certaines naines rouges, appelées étoiles flamboyantes, peuvent émettre de gigantesques fusées éclairantes, doublant leur luminosité en quelques minutes. Cette variabilité peut également rendre difficile la vie car nous la connaissons pour survivre près d'une étoile naine rouge.

Voir également

  • Diagramme de Hertzsprung-Russell
  • géant rouge
  • Classification de luminosité Yerkes
  • Evolution stellaire
  • nain blanc
  • Nain brun
  • Étoile flare
  • Némésis (étoile)

Remarques

  1. ↑ Le Diagramme de Hertzsprung-Russell montre la relation entre la magnitude absolue, la luminosité, la classification et la température effective des étoiles. Le diagramme a été créé vers 1910 par Ejnar Hertzsprung et Henry Norris Russell.
  2. 2.0 2.1 Michael Richmond, (10 novembre 2004) "Stades avancés de l'évolution des étoiles de faible masse" Rochester Institute of Technology. Récupéré le 28 novembre 2007.
  3. ↑ G. Chabrier, I. Baraffe et B. Plez, 1996 "Relation masse-luminosité et épuisement du lithium pour les étoiles de très faible masse" Astrophysical Journal Letters 459: L91-L94. Récupéré le 28 novembre 2007.
  4. ↑ Thanu Padmanabhan, Astrophysique théorique (Cambridge University Press, 2001, ISBN 0521562414), 96-99.
  5. ↑ Theo Koupelis, À la recherche de l'univers (Jones & Bartlett Publishers, 2007, ISBN 0763743879).
  6. ↑ Ker Than, «Découverte majeure: une nouvelle planète pourrait abriter l'eau et la vie», Space.com. Récupéré le 28 novembre 2007.

Les références

  • Britt, Robert Roy. "Planète de taille Neptune en orbite autour d'étoiles communes à bien d'autres" Space.com. Récupéré le 28 novembre 2007.
  • Burrows, A., W. B. Hubbard, D. Saumon et J. I. Lunine. 1993. "Un ensemble élargi de modèles de naines brunes et d'étoiles de très faible masse" Journal astrophysique 406 (1): 158-171. Récupéré le 28 novembre 2007.
  • Chaisson, Eric et S. McMillan. 2008. L'astronomie aujourd'hui, 6e éd. San Francisco, Californie: Pearson / Addison Wesley. ISBN 978-0132400855
  • Dickinson, Terence. 2004. L'univers et au-delà, 4e éd. Richmond Hill, Ont: Firefly Books. ISBN 1552979016
  • Dickinson, Terence et Alan Dyer. 2002. Le guide de l'astronome de l'arrière-cour. Willowdale, ON: Firefly Books. ISBN 155209507X
  • Koupelis, Theo et Karl F. Kuhn. 2007. À la recherche de l'univers, 5e éd. Sudbury, MA: éditeurs Jones et Bartlett. ISBN 9780763743871
  • Reid, I. Neill et Suzanne L. Hawley. 2005. Nouvelle lumière sur les étoiles sombres: naines rouges, étoiles de faible masse, naines brunes. Livres Springer-Praxis en astrophysique et astronomie. New York: Springer. ISBN 978-3540251248
  • «L'interféromètre VLT mesure la taille de Proxima Centauri et d'autres étoiles proches», Observatoire européen austral, 19 novembre 2002. Récupéré le 28 novembre 2007.

Liens externes

Tous les liens ont été récupérés le 27 juillet 2019.

  • Fusées éclairantes stellaires - D. Montes, UCM.
  • À propos de Stars: Red Dwarfs

Voir la vidéo: Nain Rouge, une vie d'écureuil - Documentaire animalier (Avril 2020).

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