HISTOIRES D'ÉTOILES - Nuit des étoiles 2013

Publié le par Galaxien

 
Histoires d'étoiles, est un documentaire scientifique (0h45) qui raconte le cycle de vie d'une étoile, de sa naissance dans les gaz interstellaires jusqu'à sa mort, avec la participation d'astronomes internationalement renommés, et l'appuie d'images prises, entre autres, par le télescope spatial Hubble en orbite terrestre.  Partie 1 sur 2.


 

Si les étoiles naissent, elles meurent aussi. Géantes rouges, naines blanches, supernovae, ces découvertes révolutionnaires ont été faites par des chercheurs en avance sur leur temps tels que Fred Hoyle, Fritz Zwicky, parmi d'autres.
La première partie de ce documentaire, Histoires d'étoiles, s’intéresse plus particulièrement à notre étoile, le Soleil, brillant depuis cinq milliards d’années, et soumis à une lutte incessante entre la fusion nucléaire et la gravité.
La naissance d'une étoile mobilise des forces colossales. Tout commence dans d’immenses nuages de gaz et de poussière, sombres et froids, les nébuleuses. Alimentées par la fusion nucléaire, les étoiles brûlent de l’hydrogène et le transforment en hélium, libérant ainsi une prodigieuse quantité de lumière et de chaleur.


Le grand cycle de vie et de mort des étoiles anime les galaxies. Les premiers embryons de galaxies se sont condensés autour de cœurs de matière noire exotique et inconnue, le magma exhalé des forges brûlantes du Big Bang s’est rassemblé, puis ces nuages d’hydrogène et d’hélium primordiaux se refroidissent. Ils se contractent sous leur propre poids, la gravité fait son œuvre. Les atomes s’associent en molécules. La chaleur piégée au sein des nébuleuses s’évacue, l’avalanche s’instaure. La matière se concentre et se fragmente. Le mouvement cessera lorsque poindront des lueurs éclatantes…
Soumis à une compression terrible, le gaz surchauffé s’est embrasé. Il luit du feu de la fusion thermonucléaire. Les premières étoiles de l’Univers sont nées. Ces soleils primitifs sont de véritables monstres : 100 à 1000 fois plus massifs que notre astre du jour. Ils brûlent leur existence par les deux bouts. Puis, ils explosent en supernovae ou hypernovae cataclysmiques.
Depuis l’aube de l’Univers, les générations d’étoiles se succèdent inlassablement. Tour à tour, chacune ajoute sa nouvelle ‘pincée’ de noyaux de carbone, azote, oxygène, silicium ou fer, à la soupe cosmique. Notre galaxie, la Voie Lactée, s’enrichit toujours selon ce mode. En mourant, les étoiles dispersent le précieux fruit de leurs entrailles. "Nous sommes tous des poussières d’étoiles", disent les chercheurs poètes.


Une étoile, qu’est-ce que c’est ? "Une étoile se présente comme un immense globe de gaz chaud", définit Jean-Paul Zahn, astronome émérite au Laboratoire de l’Univers et ses théories à l’observatoire de Paris-Meudon. "Elle se distingue par sa source d’énergie interne. En effet, l’astre tire sa lumière des réactions de fusion thermonucléaire à l’œuvre dans son cœur. Au centre, les conditions sont si infernales que les noyaux d’atomes, surtout de simples protons, se heurtent avec violence. Du coup, des réactions vigoureuses s’amorcent. Le Soleil, comme la majorité des étoiles du Cosmos, utilise cette combustion de l’hydrogène. Notre astre du jour fonctionne à la manière d’une gigantesque bombe H autoentretenue, régulée et contrôlée." Le rendement est important : 0,7 % de la masse se transforme ainsi en énergie, selon la fameuse équation de la relativité d’Albert Einstein, E=mc2.
À chaque seconde, le Soleil engloutit 600 millions de tonnes d’hydrogène. Ce faisant, il les convertit en hélium et 4 millions de tonnes disparaissent pour être transformées en pure énergie. "Dans sa bonté, mère-nature fabrique une vive puissance à partir de substance inerte. Le taux de change appliqué est avantageux, il équivaut numériquement à un facteur de 100 millions de milliards, ou 1017, le carré de la vitesse de la lumière ! "Dans ces conditions, l’annihilation totale d’un gramme de matière, le poids d’une cigarette, assurerait un jour de la consommation et l’activité d’une grande ville", indique l’ancien directeur des observatoires de Nice et Midi-Pyrénées - Toulouse.


En définitive, la structure de l’astre résulte du délicat équilibre qui s’instaure entre deux forces rivales et concurrentes : la pression interne, d’une part, provient de la chaleur dégagée par les réactions nucléaires et elle tend à dilater l’atmosphère de l’objet ; la gravité, d’autre part, est fille de l’attraction universelle et elle agit, au contraire, dans le sens d’une contraction. Au total, le Soleil représente quelque 2.1027 t, deux milliards de milliards de milliards de tonnes de matière, ou 300.000 fois la masse de la Terre. Au centre, le "moteur" nucléaire fournit l’énergie et entretient la température au niveau de 15 millions de degrés. La pression avoisine alors 200 milliards de fois celle de l’air sur notre planète… Inévitablement, l’excès de chaleur fuit vers l’extérieur, mais, la matière environnante est si dense et si opaque que, statistiquement, un grain de rayonnement photon, met un million d’années à s’échapper.
Notre étoile brille et dispense une puissance équivalente à 4.1017 gigawatts, la production de 400 millions de milliards de nos pâles centrales nucléaires sur Terre... Or, ce phénomène ferait éclater l’astre s’il n’était soumis à une action exactement opposée. La gravité pèse de tout son poids, elle comprime les masses de gaz "empilées" autour du noyau. Au final, la surface incandescente du Soleil est portée à 6000 degrés. Notons qu’une mince fraction, 12 % seulement, de la substance du Soleil, sera affectée par la fusion. Pour le profane, c’est peu, mais en fait, les réserves de combustible suffisent pour que l’astre vive à ce rythme pendant 10 milliards d’années. Son âge est estimé à 4,6 milliards d’années. Il se trouve, donc, à peu près au milieu de son existence.


On est loin des minuscules têtes d’épingles qui apparaissent comme piquées sur le velours noir du ciel. De tous temps, l’éclat des étoiles a impressionné la rétine et l’esprit des peuplades humaines. Les constellations marquent l’imaginaire : Grande Ourse, Cassiopée, Aigle, Carène du Navire, Centaure..., mais on a dû attendre longtemps avant de pouvoir identifier précisément la nature de ces balises et jalons. Rapprocher en pensée notre Soleil des fines étoiles, visibles à l’arrière-plan et la nuit seulement, n’a pas été aisé. L’un éclaire nos jours de ses rayons ardents, les autres se tiennent à la limite de détection de l’œil nu dans l’obscurité.
Pourtant, ce contraste reste une simple apparence. "Le Soleil est la plus proche des étoiles", confirme Jean-Paul Zahn. "On le sait depuis le début du XIXe siècle avec les premières mesures de distances" : Alpha et Proxima du Centaure, Sirius du Grand Chien, Procyon du Petit Chien ou Altaïr de l’Aigle, se sont réparties sur des éloignements compris entre 4 et 15 années-lumière. "Du coup, la comparaison avec l’astre du jour devient possible. Si, par artifice, il reculait jusqu’à ses cousines célestes, son éclat se confondrait, peu ou prou, avec le leur. Un saut est franchi, le Soleil représente une étoile parmi tant d’autres dans l’Univers..."

(cnrs.fr/)



- Deuxième partie :

HISTOIRES D'ÉTOILES - De la naissance, à la mort



- Représentation du cycle de vie et de mort d'une étoile :

cycle de vie et mort d'une étoile  >> Cliquez sur l'image pour l'agrandir

 



- Voir aussi :

LA NUIT DES ETOILES - Les documentaires Arte

QU'EST-CE QUE L'UNIVERS ? - La Fabuleuse Histoire de la Science

LE SOLEIL DANS TOUS SES ETATS - Nuit des étoiles 2012 et 2013

POUSSIÈRES D'ÉTOILES - L'Aventure spatiale

ÉNERGIE EXTRÊME, DE L'UNIVERS A LA TERRE

LE BIG BANG

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