L'étoile la plus gigantesque de l'univers. Étoiles de l'Univers

Avez-vous déjà essayé d'imaginer quelque chose de vraiment grand ? Quelque chose de si énorme qu’il est même difficile de l’imaginer ? En termes de taille, rien n’est comparable à l’échelle des objets spatiaux. La taille de notre Soleil est donc des centaines de fois supérieure à la taille de toutes les planètes de son système réunies ! Mais malgré ces tailles inimaginables, elles sont pâles en comparaison de la taille des plus grandes étoiles de l’univers.

Sirius- l'un des objets les plus brillants du ciel nocturne situé dans la constellation Chien majeur. Cette étoile peut être vue de presque n’importe quelle partie de la planète, sans tenir compte de ses coins les plus septentrionaux. Sirius se trouve à huit années-lumière du système solaire et est l’une des étoiles les plus proches de nous.

Initialement, Sirius se composait de deux étoiles puissantes de classe spectrale A, appelées Sirius A et Sirius B. La masse de la première étoile était égale à deux masses solaires, la seconde était égale à cinq masses solaires. Au fil du temps, l'objet le plus massif, Sirius B, a brûlé et est devenu une naine blanche. Sa découverte en 1915 fut la première parmi les « naines blanches ». Actuellement, Sirius est une étoile double composée d'une naine blanche (Sirius B) et d'une étoile de classe spectrale A (Sirius A). Selon des estimations approximatives, Sirius A fait deux fois la masse solaire, Sirius B, au contraire, reste légèrement plus léger que le Soleil.

Les recherches modernes ont montré que Sirius a environ 200 à 300 millions d'années. De plus, l’éclat de l’étoile augmente avec le temps, à mesure qu’elle se dirige vers notre système solaire à une vitesse de 7,6 km/s.

Pollux- géant orange, le plus étoile brillante constellation des Gémeaux et l’une des étoiles les plus brillantes du ciel nocturne.

Dans les profondeurs de l'étoile se trouve une énorme réserve d'hélium, qui durera les 100 millions d'années à venir, après quoi elle perdra son enveloppe gazeuse et deviendra une faible naine blanche.

Il existe très peu d’informations sur Pollux. Les astronomes pensent que c'est étoile variable avec des fluctuations de luminosité de 1,10 à 1,17 m.

Arcturus- une géante rouge, l'étoile la plus brillante située dans la constellation du Bouvier et la quatrième plus brillante après les étoiles Canopus, Sirius et le système Alpha Centauri. En raison de sa déclinaison nord, il est visible de presque partout sur le globe, à l'exception de l'Antarctique.

Arcturus est 180 fois plus lumineux que le Soleil et se trouve à trente-six années-lumière de la Terre. Comme la plupart des géantes rouges, Arcturus est une étoile variable en raison des pulsations de sa surface stellaire. La masse approximative d'Arcturus est de 1 à 1,5 solaire. Arcturus se déplace dans l'espace galactique avec cinquante-deux étoiles similaires.

Rigel- une supergéante bleu-blanc située à plus de huit cents années-lumière de la Terre. Son diamètre est environ 68 fois celui du soleil et mesure 95 millions de km. L'étoile est dix-sept fois plus massive et 85 000 fois plus brillante que le Soleil. La température de surface est de 11 200 K. Rigel est l'étoile la plus proche de nous avec une luminosité aussi énorme et l'une des étoiles les plus puissantes de la Galaxie.

Selon de nombreuses mesures, la distance approximative jusqu'à Rigel est de sept cents à neuf cents années-lumière. La puissance de rayonnement d'une étoile par mètre carré est de 100 MW (environ 10 kW/cm ?). Tout objet situé plus près de Rigel qu'une unité astronomique (149 598 000 km) s'évaporera et sera dispersé par un puissant vent stellaire.

Avec son rayonnement lumineux, Rigel illumine les nuages ​​de poussière à proximité. L'un de ces nuages ​​est la nébuleuse de la tête de sorcière.

Aldébaran- une géante orange de classe spectrale K5 III et l'étoile la plus brillante de la constellation du Taureau (Œil du Taureau). En raison de sa luminosité, c'est l'un des objets les plus visibles du ciel nocturne.

Selon les derniers calculs du satellite européen Hipparcos, la distance entre Aldébaran et la Terre est d'environ 65,1 années-lumière. années. Il s'agit d'une étoile variable avec une amplitude de luminosité insignifiante et un type de variabilité irrégulier. La luminosité d'Aldébaran est 150 fois supérieure à celle du Soleil, ce qui lui permet de prendre la 14e position en termes de luminosité parmi les géantes stellaires. Sur à l'heure actuelle la taille de l'étoile est environ 38 fois le diamètre du Soleil.

A une distance de plusieurs centaines d'a. Autrement dit, à Aldébaran se trouve une naine rouge pâle qui appartient à la classe M2 et qui est son étoile compagne. Lancé en 1972 véhicule sans pilote Pioneer 10, dont l'objectif principal était d'explorer Jupiter, se dirige vers Aldébaran. Depuis 1983, il est en dehors du système solaire, et si rien ne le gêne en cours de route, il atteindra dans 2 millions d'années la région de l'étoile.

Antarès est une supergéante rouge de classe M, l'étoile la plus brillante de la constellation du Scorpion. Elle est située dans une région appelée Bulle I, qui est adjacente à la Bulle locale, qui comprend notre système solaire. La distance approximative entre la Terre et Antarès est de 600 sv. années. Le diamètre de l'étoile est de 2,1 × 109 km et sa luminosité est 10 000 fois supérieure à celle du soleil. Si l'on prend en compte le fait que la supergéante émet la majeure partie de son énergie dans le domaine infrarouge, alors sa luminosité totale est 65 000 fois supérieure à celle du Soleil. Par rapport à sa taille, Antarès a une masse assez petite, qui équivaut à environ 15 à 18 masses solaires. Ceci s'explique par la très faible densité de l'étoile.

À une distance de deux virgule neuf secondes d'arc d'Antarès, se trouve son étoile compagne Antares B. Elle a une taille considérable de cinquième magnitude, mais malgré cela, en raison de la luminosité de la première, il est assez difficile de la voir. La période orbitale d'Antares B autour d'Antares A est de 878 ans.

V838 Licorne est une étoile variable située à une distance d'environ 20 000 années-lumière. années de la Terre dans la constellation du Monocéros. Début 2002, une grave explosion s'est produite sur l'étoile, dont la cause n'est toujours pas claire. L'une des principales théories est que l'éruption est associée à l'absorption de planètes ou d'un compagnon, ainsi qu'aux processus d'étoile mourante.

V382 Kiel(x Car, x Carinae) est une hypergéante jaune de classe G dans la constellation des Carinae. La distance au Soleil est de 5930,90 sv. années, et la magnitude apparente de l'étoile est de +3,93. V382 est une étoile variable pulsée (Céphéide) et sa luminosité varie de +3,84 à +4,02.

V509 Cassiopée- une hypergéante jaune-blanche de classe G située dans la constellation de Cassiopée. Elle est classée comme étoile céphéide semi-régulière, avec une luminosité de +4,75 m à +5,5. La distance au Soleil est supérieure à 7 800 lumières. années.

V354 Céphéi est une étoile variable supergéante rouge et irrégulière de la Voie lactée. Le rayon approximatif de V354 est de 1,06 milliard de km. (qui est 1520 fois plus grand que le soleil), il est donc à juste titre considéré comme l'un des plus grands corps cosmiques actuellement connus. Si une étoile de cette magnitude était placée à la place de notre Soleil, alors ses limites se situeraient quelque part entre Saturne et Jupiter. La distance entre la Terre et V354 Cepheus est d’environ neuf mille années-lumière.

VV Céphée- une étoile double située à une distance d'environ trois mille années-lumière. années du Soleil dans la constellation de Céphée. La composante A de l'étoile VV est la deuxième plus grande étoile la Voie Lactée et le troisième du présent connu de l'homme les plus grandes étoiles de l'Univers.

VV Cephei A- une supergéante rouge de classe M2, dont la luminosité est 275 à 575 mille fois supérieure à la luminosité du Soleil. La deuxième plus grande étoile de notre Galaxie. Son diamètre dépasse 2 644 800 000 km, soit environ 1 600 à 1 900 fois plus grand que le Soleil. À la suite d'études à long terme, il a été constaté que le composant A est une céphéide avec une période de cent cinquante jours. Le vent stellaire qui souffle du VV Cepheus A atteint une vitesse de 25 kilomètres par seconde. Malgré sa taille gigantesque, la masse de l'étoile est relativement petite et équivaut à cent masses solaires. Cependant, certains scientifiques, sur la base de la luminosité de la supergéante, sont enclins à croire que la masse de l'étoile ne dépasse pas 25 à 40 masses solaires.

VV Cephei B est une étoile bleue de classe B0 qui tourne autour de VV Cephei A sur une orbite elliptique. La période de rotation du composant B autour du composant A est de 7430 jours (environ 20 ans). L'éclipse des étoiles les unes par les autres dure 1 300 jours (3,6 ans), la phase d'éclipse totale dure 480 jours (1,3 ans). Après avoir découvert en 1936 que VV Cephei était une étoile variable à éclipses binaires, des éclipses de la composante B ont été observées à des intervalles de 20 ans. Le diamètre de VV Cepheus B est presque dix fois supérieur au diamètre du Soleil et sa luminosité est 100 000 fois celle du Soleil. La distance approximative entre les centres des étoiles varie de dix-sept à trente-quatre unités astronomiques.

Vidéo sur le sujet

ainsi que de nombreuses autres sources, nous obtenons une image très cohérente de l’Univers. Il est composé de 68 % d’énergie noire, 27 % de matière noire, 4,9 % de matière ordinaire, 0,1 % de neutrinos, 0,01 % de rayonnement et a environ 13,8 milliards d’années. L’incertitude sur l’âge de l’Univers est d’environ 100 millions d’années. Ainsi, même si l’Univers pourrait certainement être plus jeune ou plus âgé de cent millions d’années, il est peu probable qu’il atteigne 14,5 milliards d’années.

La mission Gaia de l'ESA a mesuré les positions et les propriétés de centaines de millions d'étoiles à proximité du centre galactique et a découvert les étoiles les plus anciennes connues de l'humanité.

Cela ne laisse qu’une seule possibilité raisonnable : nous devons mal estimer l’âge des étoiles. Nous avons étudié en détail des centaines de millions d’étoiles à différentes étapes de leur vie. Nous savons comment les étoiles se forment et dans quelles conditions ; nous savons quand et comment ils déclenchent la fusion nucléaire ; nous savons combien de temps durent les différentes étapes de la synthèse et quelle est leur efficacité ; nous savons combien de temps ils vivent et comment ils meurent, différents types avec des masses différentes. Bref, l’astronomie est une science sérieuse, surtout lorsqu’il s’agit des étoiles. En général, les étoiles les plus anciennes ont une masse relativement faible (moins massive que notre Soleil), contiennent peu de métaux (éléments autres que l'hydrogène et l'hélium) et peuvent être plus anciennes que la galaxie elle-même.




Des étoiles extrêmement anciennes peuvent être trouvées dans des amas globulaires

Beaucoup d’entre eux se trouvent dans des amas globulaires qui contiennent certes des étoiles vieilles de 12 milliards ou, dans de rares cas, même de 13 milliards d’années. Il y a une génération, on affirmait que ces amas étaient âgés de 14 à 16 milliards d'années, mettant à rude épreuve les modèles cosmologiques établis, mais l'amélioration progressive de la compréhension de l'évolution stellaire a permis d'aligner ces chiffres sur la norme. Nous avons développé des techniques plus avancées pour améliorer nos capacités d'observation, en mesurant non seulement la teneur en carbone, en oxygène ou en fer de ces étoiles, mais aussi en utilisant la désintégration radioactive de l'uranium et du thorium. Nous pouvons déterminer directement l’âge de chaque étoile.




SDSS J.102915+172927 est une ancienne étoile située à 4 140 années-lumière qui ne contient que 1/20 000 des éléments les plus lourds de notre Soleil et devrait avoir 13 milliards d’années. C'est l'une des plus anciennes étoiles de l'Univers

En 2007, nous avons pu mesurer l'étoile HE 1523-0901, qui représente 80 % de la masse du Soleil, ne contient que 0,1 % de fer solaire et serait âgée de 13,2 milliards d'années sur la base de son abondance d'éléments radioactifs. . En 2015, neuf étoiles ont été identifiées près du centre de la Voie Lactée, formée il y a 13,5 milliards d’années : seulement 300 000 000 d’années après le Big Bang. "Ces étoiles se sont formées avant la Voie lactée et la galaxie autour d'elles", explique Louis Howes, co-découvreur de ces anciennes reliques. En fait, l’une de ces neuf étoiles contient moins de 0,001 % de fer solaire ; C’est le type d’étoile que recherchera le télescope spatial James Webb lors de sa mise en service en octobre 2018.




Il s'agit d'une image numérisée du vieille étoile dans notre galaxie. Cette étoile vieillissanteHD140283 est à 190 années-lumière. Le télescope spatial Hubble a précisé son âge à 14,5 milliards plus ou moins 800 millions d'années.

L’étoile la plus frappante de toutes est HD 140283, surnommée officieusement l’étoile de Mathusalem. Il se trouve à seulement 190 années-lumière et nous pouvons mesurer sa luminosité, sa température de surface et sa composition ; nous pouvons également voir qu’elle commence tout juste à évoluer vers une phase sous-géante pour devenir une géante rouge. Ces informations permettent de déduire un âge bien défini pour la star, et le résultat est pour le moins inquiétant : 14,46 milliards d'années. Certaines propriétés de l'étoile, comme sa teneur en fer de 0,4 % de celle du Soleil, indiquent que l'étoile est vieille, mais pas la plus ancienne de toutes. Et malgré l'erreur possible de 800 millions d'années, Mathusalem crée encore un certain conflit entre l'âge maximum des étoiles et l'âge de l'Univers.




La Voie Lactée n'a pas changé depuis des milliards d'années. Mais à mesure que les étoiles vieillissent, les plus massives cessent d’exister et les moins massives commencent à se transformer en sous-géantes.

Il est aujourd’hui évident que quelque chose aurait pu arriver à cette star dans le passé que l’on ne sait pas encore aujourd’hui. Peut-être qu'elle est née plus massive et qu'elle a perdu ses couches externes. Peut-être que l’étoile a absorbé plus tard une matière qui a modifié sa teneur en éléments lourds, brouillant ainsi nos observations. Il se peut que nous ayons simplement une mauvaise compréhension de la phase sous-géante dans l’évolution stellaire des anciennes étoiles de faible métallicité. Petit à petit, nous obtiendrons la forme correcte ou calculerons l'âge des étoiles les plus anciennes.




Mais si nous avons raison, nous sommes confrontés à un problème sérieux. Il ne peut y avoir d’étoile dans notre Univers qui soit plus ancienne que l’Univers lui-même. Soit il y a quelque chose qui ne va pas dans l’estimation de l’âge de ces étoiles, soit il y a quelque chose qui ne va pas dans l’estimation de l’âge de l’Univers. Ou autre chose que nous ne comprenons pas encore du tout. C’est une excellente occasion de faire évoluer la science dans une nouvelle direction.

Les astronomes découvrent des étoiles plus vieilles que l’Univers. Comment est-ce possible ? Ilya Khel

Dans notre galaxie - Voie lactée– plusieurs centaines de milliards d’étoiles différents types, couleurs et calibres. Ici, les étoiles se forment constamment à partir des énormes réserves minérales de la Galaxie – du pétrole et du gaz, c’est-à-dire de la poussière et du gaz, bien sûr. D’énormes nuages ​​dérivent en cercle dans le plan galactique. Ils sont écrasés en manches par la gravité du trou noir supermassif au cœur de la Galaxie. Qu'une étoile explose, qu'une association stellaire survole un nuage ou que des perturbations de marée provoquées par certains objets massifs interviennent, et - c'est fait ! Le nuage commence à rétrécir, à se comprimer, le processus s'accélère avec le temps, les atomes sont déjà à l'étroit et la force continue inexorablement de les presser et de les tirer vers le centre, jusqu'à ce que les impacts des atomes les uns contre les autres cessent d'être élastiques et commencent à se contracter. arrachez les coquilles électroniques, créant des ions, puis, encore plus froid, les atomes d'hydrogène commenceront à fusionner en hélium, libérant des photons énergétiques qui transportent l'énergie dans l'espace.

Crédit : site Living Universe

Le nuage de poussière est soudainement transpercé par une onde de choc, projetant directions opposées flux de matière lumineuse - Les objets célèbres d'Herbig - Haro ! Des rayons féroces perceront la poussière et l’étoile nouveau-née commencera sa vie. Son vent finira par éliminer toute la poussière, tous les éléments légers dans l’espace, ne laissant en orbite que de plus grosses pierres, roches et astéroïdes. Pendant des milliards d'années, ce chaos rocheux autour de la jeune étoile va se bousculer, tourbillonner et prendre la poussière jusqu'à ce que, finalement, plusieurs planètes à surface solide se forment. Les nœuds de gaz restant à l’intérieur de cette poussière peuvent accumuler toute la matière à leur portée, en se compactant et en tournant. Et vous voilà – une planète gazeuse géante. La vie est nouvelle système solaire a commencé !

Crédit : site Living Universe

Mais quelle est la prochaine étape pour ces stars ? Pour répondre à cette question, dites-moi de quelle masse vous parlez ! Contrairement aux humains, le sort des étoiles peut être prédit avec un bon degré de confiance sur la base d’une (d’accord, deux) de leurs propriétés. Le premier est la masse, le second est bien entendu sa classe spectrale.

Crédit : Illustration : NASA/CXC/M.Weiss ; Rayons X : NASA/CXC/UC Berkeley/N.Smith et al. ; IR : Lick/UC Berkeley/J.Bloom et C.Hansen

Les étoiles les plus massives sont des supergéantes bleues, de véritables mégaétoiles avec des masses comprises entre 140 et 280 masses solaires, si chaudes à l'intérieur (des milliards de degrés !) que l'énergie thermique à l'intérieur commence à se transformer en paires électron-positon, qui s'annihilent violemment dans un processus appelé « instabilité de la paire. C'est l'un des cas les plus exotiques dans la partie de l'Univers que nous observons, car l'instabilité des paires produit une explosion de supernova d'une telle force qu'elle peut être vue de l'autre extrémité de l'Univers, et après cela il ne reste pratiquement plus rien - pas une étoile, pas un tison... Jusqu'à présent, nous connaissons l'existence d'un de ces monstres appelé SN 2006gy. C'est difficile de l'imaginer, c'est effrayant d'écrire sur lui...

Crédit : Radiographie : NASA/CXC/GSFC/M.Corcoran et al. ; Optique : NASA/STScI

Les supergéantes bleues vivent peu de temps, des dizaines ou tout au plus des centaines de millions d'années. Bon exemple une telle étoile est Eta Carinae. Ils incarnent le principe : vivez vite (et brillant), mourez jeune ! Au cours de leur vie, ils font frire tout l'espace qui les entoure avec de puissants rayons ultraviolets, perdant une énorme quantité de matière, n'épargnant ni eux-mêmes ni les autres. Leur vie, en règle générale, se termine par une catastrophe - une explosion de supernova de type II, illuminant toute la galaxie, visible en mégaparsecs, depuis d'autres galaxies, depuis d'autres amas de galaxies !

Le contenu de l'étoile - tous les nouveaux éléments lourds qu'elle a synthétisés au cours de sa vie - est tourné vers l'extérieur, de sorte que plus tard, peut-être, ils puissent former de nouvelles planètes, devenir des acides aminés, fonctionner comme des globules rouges dans le sang d'extraterrestres exotiques.

Les étoiles de masse plus modérée (comme le Soleil) vivent des dizaines de milliards d’années relativement calmement, mais à la fin de leur vie, elles commencent à se transformer en géantes rouges et en supergéantes. Que leur reste-t-il d’autre ? Tout le combustible nucléaire a été brûlé, le noyau a été comprimé à une température énorme afin de prolonger d'une manière ou d'une autre la durée de vie de l'étoile, et il n'y a rien pour retenir les couches externes, leur gaz se dilate, se refroidit et, naturellement, tourne rouge.

Certaines étoiles trouvent encore la force d’enflammer l’hélium à l’intérieur du noyau et commencent à synthétiser du carbone. Certains parviennent alors à répéter le cycle de synthèse avec du carbone. Chaque synthèse ultérieure nécessite une température et un degré de compression de plus en plus élevés et dure beaucoup moins longtemps que la précédente. Finalement, la star a épuisé toutes ses réserves, et cela signifie sa fin. Les couches externes sont rejetées dans l'espace, devenant ainsi une couche en expansion lente. nébuleuse planétaire, à l'intérieur duquel se trouve un noyau chaud, dont le vent stellaire peut parfois entrer en collision dans différentes combinaisons avec le matériau de la nébuleuse et former des formes aussi bizarres que celles de la nébuleuse de l'Œil de Chat ou.

Mais les étoiles les plus courantes dans la Galaxie ne sont pas les géantes bleues ou les étoiles jaunes de la séquence principale. Ce sont des naines rouges et brunes - des étoiles presque établies et totalement insatisfaites. Eh bien, essayons de les gérer.

Crédit : NASA/CXC/SAO

La masse des naines rouges représente de 8 à 50 % de la masse du Soleil. En raison d'une si petite masse, le processus de synthèse de l'hélium dans leur noyau peut prendre 20 milliards d'années - c'est plus que l'âge de l'Univers ! L'atmosphère des naines rouges est très turbulente, elles créent autour d'elles de violents champs magnétiques, qui s'accompagnent d'éruptions photosphériques et de luminosité variable, notamment dans le domaine des rayons X. Un bon exemple de naine rouge est Proxima (le plus proche) Centauri. Après une très longue fusion thermonucléaire couvante à l'intérieur du noyau brûlé de la naine ne peut plus résister à la gravité, et l'étoile commence à rétrécir - très lentement, jusqu'à atteindre la taille quelque part autour de la Terre. Il n’est pas possible d’obtenir une photo d’une telle étoile à l’heure actuelle – cela prendra plus de temps que l’âge actuel de l’Univers ! D’un autre côté, si de telles étoiles sont découvertes, cela signifie que quelque chose ne va pas dans notre théorie du Big Bang ! La découverte vaut quelques prix Nobel, impliquez-vous si vous en avez envie

Peut parfois atteindre 100 degrés Celsius ! Également signalé ! Peut-être s'agit-il déjà d'une planète géante gazeuse ? Peut-être qu’il n’y a pas de limite supérieure entre les planètes géantes et les étoiles naines ?...

Et ces nains... sont pratiquement éternels !

Quel destin préféreriez-vous à la place de ces étoiles - une jeunesse rapide, orageuse et lumineuse, mais une vie très courte, ou une maturité longue, calme mais incolore avec une vieillesse presque sans fin - qui s'efface ?