De taille, de masse, de couleur et de luminosité différentes, les étoiles se comptent par milliards de milliards de milliards…

Une étoile, c’est quoi ?

Les étoiles sont d’énormes boules de gaz, hydrogène et hélium. Ces gaz sont maintenus sous cette forme en raison de la gravité, cette force physique qui attire toute la matière, dont les molécules de gaz.

Au cœur des étoiles, en raison de cette gravité, la pression et la température sont extrêmes. Le thermomètre atteint plusieurs millions de degrés, provoquant des réactions nucléaires : les atomes d’hydrogène s’entrechoquent violemment et fusionnent, se transformant en hélium et libérant au passage de l’énergie.

L’énergie phénoménale ainsi produite dans le cœur des étoiles se déplace vers la surface de l’astre (ce qui prend des millions d’années) et s’évacue sous forme de chaleur et de lumière. C’est pour cela que les étoiles brillent !

Petite précision : les étoiles brillent de manière constante, elles ne scintillent pas ! En fait, la lumière qu’elles émettent nous parvient après avoir traversé l’atmosphère et ses turbulences. Or celles-ci dévient légèrement la trajectoire de la lumière, donnant l’impression que les étoiles scintillent.

Les étoiles de l’Univers

Depuis la Terre, à l’œil nu, on peut apercevoir dans le ciel nocturne jusqu’à 6000 étoiles ! Enfin, si l’on se trouve en altitude et s’il n’y a pas de nuage… Et pourtant, ces milliers d’étoiles ne représentent qu’une infime partie de toutes les étoiles de l’Univers.

Un nombre inconcevable

La Voie lactée, la galaxie où se trouve notre Soleil, contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles. Et des galaxies, l’Univers en contiendrait des centaines de milliards. Donc si l’on considère qu’une galaxie contient en moyenne quelques centaines de milliards d’étoiles, on estime que l’Univers est parsemé de 10 ²³ étoiles. Autrement écrit : 100000000000000000000000 !

Le Soleil, autour duquel tournent la Terre et les autres planètes du Système solaire, est logiquement l’étoile la plus proche de nous, à 150 millions de km. Autrement dit, juste à côté ! La seconde étoile la plus proche est Proxima du Centaure : elle se situe à plus de 4 années-lumière (soit la distance parcourue par la lumière pendant 4 ans, à la vitesse de 300000 km/s).

De toutes les tailles, de toutes les masses

Bon, soyons clairs, une étoile n’est jamais « petite ». Les moins grosses font environ 150000 km de diamètre (environ la taille de la planète Saturne) alors que les plus grosses sont plus de 2000 fois plus grandes que notre Soleil ! L’étoile baptisée Stephenson2-1, par exemple, a un diamètre d’environ 3 milliards de km !

Les étoiles sont surtout caractérisées par leur masse. Pour cela, les scientifiques les comparent à notre Soleil : ils utilisent sa masse comme unité de mesure. Ainsi, la masse des étoiles va de 0,085 masse solaire à 250 masses solaires, soit 250 fois la masse de notre Soleil.

En dessous de 0,085 masse solaire, la masse de l’astre ne suffit pas à générer une force d’attraction suffisante pour créer les conditions des températures et de pression qui provoquent les réactions nucléaires. Sans « moteur atomique », un astre n’émet pas d’énergie, il ne brille pas. Il n’est donc pas une étoile !

Bleu, blanc, rouge et jaune !

Les étoiles sont également classées selon leur température de surface qui détermine leur couleur. Elle s’échelonne d’environ 3000 °C à 30000 °C. Les étoiles les plus chaudes apparaissent alors bleues, alors que les plus froides sont rouges. Et entre les 2, l’on trouve des étoiles blanches, jaunes et orange.

Les scientifiques classent les étoiles également en fonction de leur luminosité, en lien avec leur température. Cette classification permet de déterminer à quelle stade de sa vie se trouve une étoile. Il faut savoir que la taille, la luminosité et la température des étoiles évoluent avec l’âge de l’étoile. Un bébé étoile ne ressemble pas à ce qu’elle sera à la fin de sa vie !

Vous voulez en savoir plus sur la couleur des étoiles ? Réécoutez notre épisode dédié à cette question dans la série de podcasts Raconte-moi l'espace.

Vie et mort des étoiles

Une étoile naît dans une nébuleuse, un gigantesque nuage de poussières et de gaz. Au sein de ce nuage, l’attraction gravitationnelle agrège et compacte les poussières entre elles. Plus elles s’accumulent, plus la température et la pression augmentent. Et quand ces dernières atteignent un certain seuil, les réactions nucléaires démarrent. L’étoile est née !

Elle passera ensuite la majorité de sa vie à fusionner l’hydrogène en son cœur.

Les étoiles ne sont pas éternelles. Lorsqu’elles ont consommé tout l’hydrogène qui les compose, elles se dilatent, devenant des étoiles géantes. À ce moment, d’autres réactions nucléaires ont lieu en leur cœur, créant de nouveaux éléments chimiques comme le carbone, l’oxygène, le fer ou le silicium. Puis elles meurent. Mais pas toutes de la même façon.

• Les étoiles peu massives comme notre Soleil se dilatent pour devenir des géantes rouges. Puis elles s’effondrent sur elles-mêmes sous l’effet de la gravitation. Elles deviennent alors des naines blanches, petites mais très massives. Des « résidus » d’étoiles qui vont progressivement se refroidir. (Rassurez-vous, notre étoile a encore plus de 4 milliards d’années devant elle).
• Les plus grosses étoiles finissent leur vie de manière spectaculaire : elles explosent en supernovae ! Lors de cet évènement cataclysmique, l’étoile va briller plus que toutes les autres de sa galaxie. A la fin, il ne reste qu’un corps beaucoup plus petit mais extrêmement massif, une étoile à neutrons ou un trou noir par exemple. Lorsqu’elles explosent en supernovae, les supergéantes disséminent au passage tous les éléments chimiques qu’elles ont synthétisés : de petites graines pour de futures étoiles…

Quizz

Un satellite européen cartographie depuis 2013 les étoiles de notre galaxie. Il a fait l’inventaire de plus de 2 milliards d’étoiles avec leur position, leur luminosité, leur température et même leur composition chimique… De quel satellite s’agit-il ?

A – Terra

B – Ariel

C – Gaia

D – Merlin