Le cycle de vie des étoiles

Complément au Livre 'Origins'

Date : sam 14 Fév 2015 Catégorie Voir le Project
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Cet article fait partie des compléments du Livre Origins de Deborah et Loren Haarsma – Cliquez ici pour le sommaire –

Les étoiles sont un premier exemple du fait que notre univers est dynamique. Les étoiles ne restent pas identiques à jamais, elles traversent un cycle de vie complet. Le modèle scientifique d’un cycle de vie stellaire est très solide, il explique nombreuses observations et prédit avec succès les propriétés de nouvelles étoiles et de groupes d’étoiles que l’on découvre. Les changements d’une étoile à travers son cycle de vie sont décrits ci-dessous.

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La vie d’une étoile. Une étoile typique comme notre soleil est stable pendant très longtemps. Elle utilise des réactions de fusion qui convertissent l’hydrogène en hélium, l’énergie qu’utilisent les bombes à hydrogène. Mais contrairement à l’explosion d’une bombe nucléaire, la fusion se fait à un taux stable dans une étoile. Bien que la fusion exerce une extraordinaire pression vers l’extérieur de l’étoile, la force de la gravité contient l’étoile, équilibre exactement la pression et maintient l’étoile. Les astrophysiciens calculent que cet équilibre stable entre la pression et la gravité peut durer très longtemps (10 milliards d’année pour une étoile comme notre soleil), aussi longtemps que les réactions de fusion continuent.

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Le vieillissement d’une étoile. A un moment, l’énergie pour la fusion s’épuise, comme une voiture qui manque d’essence. Quand tout le cœur est converti en hélium, cette réaction de fusion s’arrête. Cela signifie qu’il y a moins de pression disponible pour contrer la gravité, et l’étoile commence à se réduire. Ce qui s’ensuit sont des étapes courtes et compliquées dans lesquelles d’autres sources d’énergie sont utilisées, comme des liquides de remplissage d’urgence de nos voitures. Pour un temps, l’hélium se fusionne en carbone puis le carbone peut fusionner en oxygène. L’étoile oscille entre l’expansion et la contraction selon les différentes réactions de fusion qui commencent ou cessent et exercent différentes quantités de pression. Pendant ces étapes l’étoile produit beaucoup de différents types d’atomes qui nous sont familiers, comme le carbone, l’azote et l’oxygène.

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La mort d’une étoile. Il arrive un moment où le cœur de l’étoile n’a plus du tout d’énergie, et contrarie ainsi l’équilibre entre la pression et la gravité ; alors l’étoile meurt. Elle peut mourir doucement, avec les couches extérieures de l’étoile qui dérivent loin du cœur, ou elle peut mourir dramatiquement en une explosion ou supernova dans laquelle la plupart de la matière de l’étoile est soufflée en un choc de lumière, d’énergie et de particules. Une supernova peut libérer tellement d’énergie que pendant un moment elle illumine toute la galaxie ! (voir la photo ci-dessous.) Les atomes produits dans l’étoile ne restent pas piégés en elle mais lorsqu’elle meurt, ils s’étendent à travers l’espace, enrichissant le fin nuage de gaz et de poussière entre les étoiles.

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Cette explosion supernova a été découverte le 24 février 1987. L’image de gauche montre l’étoile avant qu’elle explose. L’image de droite montre à quel point elle était plus lumineuse après l’explosion.

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La naissance d’une étoile. Les atomes produits par la génération précédente d’étoiles forment une nouvelle génération. Les nouvelles étoiles, qu’on appelle nébuleuses, sont formées à l’intérieur de nuages riches de gaz et de poussière (voir la photo suivante). A l’intérieur de cette salle de naissance pour étoiles, une petite poche dense de gaz et de poussière commence à s’effondrer sous la gravité. Cette protoétoile devient plus dense et plus chaude en son centre à mesure qu’elle s’effondre, et finalement le cœur est assez chaud pour que la fusion commence. Lorsque la fusion commence, l’étoile est née. Une nébuleuse produit typiquement beaucoup d’étoiles, ce qui a pour résultat un groupe d’étoiles dans lequel toutes les étoiles ont à peu près le même âge.

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La naissance d’une planète. Les planètes naissent à côté de leur étoile parente. Alors que le cœur de la protoétoile se réchauffe, les parties extérieures du nuage tombent vers l’intérieur et forment un disque de matière qui tourne autour de la protoétoile. Le disque consiste en particules de gaz et de poussière de la nébuleuse parente. Les grains de poussière sont faits des éléments produits par la génération précédente d’étoiles comme le carbone, l’oxygène, le silicium et le fer. Les grains de poussière s’accrochent graduellement en formant des masses, et les masses grossissent. Certaines deviennent aussi grosses que des roches, et les rochers se rassemblent pour faire des objets encore plus gros que l’on appelle des astéroïdes. Ceux-ci finissent par entrer en collision pour faire des planètes.

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Le cycle des étoiles illustre le changement continuel qui habite notre galaxie et notre univers. Ce sont les processus naturels que Dieu a utilisés pour créer notre propre planète. Les atomes qui composent la Terre et nos corps ont été formés par une génération précédente d’étoiles, il y a longtemps. Ces étoiles ont explosé, éparpillant leurs atomes à travers la nébuleuse. Dans l’une de ces nébuleuses, une nouvelle étoile s’est formée entourée d’un disque de poussière. C’est à  partir de ce disque que la Terre et d’autres planètes se sont formées. Ainsi, l’oxygène que nous respirons a un jour fait partie d’une nébuleuse brillant entre les étoiles. Un chrétien pourrait dire, « Dieu nous a fait avec de la poussière d’étoile. »

 

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