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Image : ESO

Types d'étoiles

Même si, à l'œil nu, les étoiles nous semblent toutes identiques, il existe différents types d'étoiles qui se distinguent principalement par les paramètres suivants : Température, masse, rayon et luminosité. Certaines de ces caractéristiques ne sont pas totalement indépendantes des autres.

Les classes spectrales

Une caractéristique importante d'une étoile est sa température de surface. Celle-ci influence sa couleur. Les étoiles les plus chaudes, dont la température peut atteindre 40 000 degrés Celsius, sont bleues, tandis que les plus froides, dont la température est inférieure à 3 000 degrés Celsius, émettent une lumière rouge-orangée. Sur la base de ce spectre de couleurs, les étoiles sont classées dans les classes spectrales O, B, A, F, G, K, M (voir graphique). Pour une analyse détaillée, la lumière des étoiles est divisée en ses composantes - par exemple à l'aide d'un prisme - et la répartition de l'énergie des différentes composantes de couleur est examinée. Un spectre stellaire contient typiquement aussi de fines lignes noires. Ces "trous" apparaissent lorsque des parties du rayonnement sont absorbées par certains éléments chimiques de l'atmosphère de l'étoile. C'est pourquoi les chercheurs peuvent également obtenir des informations sur la composition chimique d'une étoile à partir de son spectre.

Les classes spectrales
Les classes spectralesImage : Sarah Arnold

Les classes de luminosité

Les étoiles ne se distinguent pas seulement par leur couleur, mais aussi par leur luminosité. On constate que même les étoiles de la même classe spectrale - c'est-à-dire les étoiles de température comparable - présentent des luminosités très différentes. Ces différences de luminosité s'expliquent par les différents rayons des étoiles. Le rayon d'une étoile est donc une autre caractéristique importante pour laquelle les classes de luminosité suivantes ont été introduites : supergéantes, géantes brillantes, géantes, sous-géantes, naines. Les supergéantes, dont le rayon est parfois mille fois supérieur à celui du Soleil, sont les plus lumineuses, tandis que les naines, qui ont peut-être la taille de la Terre, sont les plus faibles du schéma.

Les classes de luminosité
Les classes de luminositéImage : Sarah Arnold

Le diagramme de Hertzsprung-Russel

Dans le diagramme de Hertzsprung-Russel, les classes spectrales sont représentées en face des classes de luminosité. Si l'on remplit ce diagramme avec une population d'étoiles classées, on n'obtient pas une image répartie de manière aléatoire, mais les étoiles se regroupent de préférence dans certaines zones du diagramme.

Une bande d'étoiles diagonale allant du haut à gauche vers le bas à droite est particulièrement proéminente. Ces étoiles sont appelées étoiles de la séquence principale. Le Soleil se trouve également dans la rangée principale. En haut à droite du diagramme se trouvent des groupes d'étoiles géantes, on parle aussi de branches géantes, qui partent de la séquence principale. En bas à gauche, il existe un groupe isolé de naines blanches.

Une étoile ne reste pas toute sa vie à la même place dans le diagramme de Hertzsprung-Russel, mais le parcourt en suivant un chemin bien précis. Les branches et les groupes du diagramme de Hertzsprung-Russel représentent donc différentes phases de l'évolution stellaire.

Le diagramme de Hertzsprung-Russel
Le diagramme de Hertzsprung-RusselImage : Sarah Arnold
Plejaden
Image : Roberto Mura, Wikimedia Commons

Les Pléiades apparaissent en bleu et ont une température très élevée.


Winterdreieck
Image : Hubble, European Space Agency, Akira Fujii

Le triangle d'hiver apparaît blanc et se situe au milieu du spectre de température.


Betelgeuse
Image : Wikimedia Commons, HeNRyKus

Bételgeuse dans la constellation d'Orion apparaît rougeâtre et a une température basse.

Les lignes noires du spectre solaire ont été découvertes en 1841 par Joseph Frauenhofer. Il a attribué une lettre à chacune de ces lignes.


Frauenhofer Linien
Image : Wikimedia Commons

Plus tard, on s'est rendu compte que chaque ligne était produite par un élément chimique présent dans l'atmosphère de l'étoile :

LinieElement
AO2
BO2
CHα
DNa
EFe
FHβ
GFe
HCa+
KCa+