Terme du glossaire : Evolution stellaire
Description : L'évolution stellaire décrit le vieillissement des étoiles et la façon dont elles changent au cours de leur cycle de vie. Contrairement à la biologie évolutive, l'évolution stellaire ne fait pas référence aux changements de caractéristiques entre les différentes générations d'étoiles.
Les étoiles passent la majeure partie de leur vie sur la séquence principale de l'évolution stellaire, fusionnant l'hydrogène en hélium dans leur cœur et libérant de l'énergie. Lorsqu'une étoile vieillit et commence à manquer d'hydrogène dans son cœur, ce dernier se contracte et peut devenir suffisamment chaud pour entamer la fusion de l'hélium. En fonction de la masse de l'étoile, celle-ci peut devenir géante ou supergéante. Dans certaines géantes et supergéantes, la fusion produit des éléments de plus en plus lourds.
Les étoiles dont la masse initiale est comprise entre une fois et demie et huit fois la masse de notre Soleil se retrouvent avec des noyaux de carbone, d'oxygène et/ou de néon, tandis que la fusion de l'hydrogène et de l'hélium se poursuit dans des coquilles autour du noyau, ce qui leur confère une structure en couches semblables à celles d'un oignon. Elles finiront par perdre leurs couches extérieures, qui formeront une nébuleuse planétaire, ne laissant que le noyau sous la forme d'une petite naine blanche brillante.
Les étoiles de plus de huit masses solaires continuent à fusionner des éléments plus lourds jusqu'à ce que les noyaux de leur cœur aient fusionné en fer. La poursuite de la fusion ne peut alors libérer aucune énergie supplémentaire. Cela déclenche l'explosion d'une supernova, qui laisse derrière elle une étoile à neutrons très compacte ou, pour les étoiles très massives, un trou noir.
Les nébuleuses planétaires et les explosions de supernova éjectent la matière des étoiles dans le milieu interstellaire. À certaines autres phases de leur évolution, de nombreuses étoiles éjectent également de la matière par des vents stellaires, des pulsations extrêmes ou des explosions. La matière éjectée a été enrichie en éléments lourds à la suite de la fusion nucléaire et, dans le cas d'une explosion, des réactions nucléaires qui ont eu lieu pendant l'explosion elle-même. Cette matière enrichie peut être incorporée dans les futures générations d'étoiles.
L'évolution des étoiles au cours de toutes ces phases peut être modifiée par l'interaction avec un compagnon dans un système d'étoiles multiples.
Termes associés :
- Trou noir
- Séquence principale
- Étoile à neutrons
- Fusion nucléaire
- Nébuleuse planétaire
- Vestiges stellaires
- Supernova
- Naine blanche
- Milieu interstellaire
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Statut du terme et de sa définition : La définition initiale de ce terme en anglais a été aprouvée par un·e spécialiste de la recherche en astronomie et un·e spécialiste de l’éducation La traduction de ce terme et de sa définition n'ont pas encore été aprouvées
Le glossaire multilangue de l'OAE est un projet du Bureau de l'IAU de l'Astronomie pour l'Education (OAE) en collaboration avec le Bureau de l'IAU de diffusion de l'Astronomie (OAO). Les termes et définitions ont été choisis, écrits et relues grâce à un effort collectif de l'OAE, les Centres et les Noeuds de l'OAE, les Coordinateurs Nationaux de l'Astronomie pour l'Education de l'OAE(NAECs) et d'autres volontaires. La liste complète des crédits pour ce projet est disponible ici . Tous les termes du glossaire et leur définition sont déposés sous licence Creative Commons CC BY-4.0 et doivent être créditées au nom de "IAU OAE".
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Dans d'autres langues
- Arabe: تطور النجوم
- Allemand: Sternentwicklung
- Anglais: Stellar Evolution
- Espagnol: Evolución estelar
- Italien: Evoluzione stellare
- Japonais: 恒星の進化 (Liens externes)
- Coréen: 별의 진화
- Portugais brésilien: Evolução estelar
- Chinois simplifié: 恒星演化
- Chinois traditionnel: 恆星演化
Diagrammes associés
Diagramme de Hertzsprung-Russell
Légende : Ce diagramme montre la température et la luminosité de différentes étoiles. La taille de chaque point représente le rayon de l'étoile et sa couleur est celle que l'œil humain verrait. La couleur des étoiles varie d'un bleu pâle à un orange rougeâtre. Aucune étoile n'a une couleur pure comme le rouge, le vert ou le bleu, car les spectres des étoiles contiennent de la lumière de nombreuses couleurs différentes. Toutefois, les étoiles les plus rouges sont communément appelées "rouges" et les étoiles les plus bleues "bleues". L'échantillon d'étoiles utilisé pour réaliser ce diagramme a été choisi pour présenter un large éventail d'étoiles de différents types. Le nombre relatif de chaque type d'étoile n'est donc pas représentatif de la fréquence de chaque type.
Du haut à gauche au bas à droite, on observe une longue ligne d'étoiles brûlant de l'hydrogène dans leur cœur. C'est ce qu'on appelle la séquence principale. Sur cette ligne, on trouve les étoiles Mintaka, Achernar, Sirius A, le Soleil et Proxima du Centaure. En bas à droite de cette ligne se trouvent Teide 1 et Kelu-1 A. Ces deux objets sont des naines brunes, des objets de masse trop faible pour avoir des noyaux suffisamment chauds pour fusionner l'hydrogène pendant une période de temps prolongée. Le nom de naine brune n'est pas lié à leur couleur.
Au-dessus de la séquence principale, on trouve les sous-géantes, les géantes et les supergéantes. Il s'agit d'étoiles qui ont fini de brûler de l'hydrogène dans leur cœur et qui ont évolué pour devenir des objets plus gros. La luminosité d'une étoile dépend de sa température et de sa taille. Ainsi, les étoiles géantes sont plus lumineuses que les étoiles ayant un rayon plus petit mais ont la même température. Avec le temps, ces objets atteindront la fin de leur vie et passeront par une phase de nébuleuse planétaire ou deviendront des supernovae. Les étoiles qui terminent leur vie par une phase de nébuleuse planétaire deviennent un type de vestige stellaire appelé naine blanche. Ces objets sont beaucoup plus petits que les étoiles de même température et sont donc moins lumineux ; on les trouve bien en dessous de la séquence principale. Les étoiles qui terminent leur vie en supernovae deviennent soit des trous noirs, soit des étoiles à neutrons. Elles ne sont pas représentées sur ce graphique.
Crédit : AIU OAE/Niall Deacon
License: CC-BY-4.0 Creative Commons (CC) Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Icônes
Stellar Evolution
Légende : This diagram shows the life cycle of stars of different masses. The mass of the different types of star increases from bottom to top with time going from left to right.
The life cycle of a star depends on its mass, with lower mass stars have longer lifetimes. All stars form from clouds of gas that collapse under their own gravity. As the star collapses, its core becomes hotter and denser. If the star has a mass greater than 0.08 solar masses (0.08 times the mass of the Sun), the pressure of the star’s mass pushing down on its core creates a high enough core temperature for hydrogen fusion to ignite. This burns hydrogen into helium in the star’s core, providing a heat source to power the star and to stop its core from collapsing further. If the collapsing object has a mass below 0.08 solar masses then it does not ignite hydrogen fusion in its core. It continues to cool and slowly contract. Such substellar objects are known as brown dwarfs, shown here in the lowest row.
After stars have formed, they burn hydrogen in their cores and begin their so-called main sequence phase. The most massive stars (>25 solar masses, shown here at the top) have very high core temperatures and thus burn through their hydrogen fuel more quickly. This means they may only spend a few million years on the main sequence burning hydrogen in their cores. Once the hydrogen in the core is exhausted the star’s core contracts, becomes hotter and helium burning starts in the core. While the core contracts, the outer layers of the star expand and it becomes a supergiant. For the most massive stars strong stellar winds strip off the cooler outer layers, leading to the star being very large and very hot, a blue supergiant. Once helium is exhausted in the core, carbon is burned, and then heavier elements. Eventually the star ends with an iron core. Fusing iron into heavier elements does not generate energy so at this point fusion stops in the core. Once this core of iron is massive enough, it and the surrounding matter suddenly collapses to form a black hole and the outer layers are flung off in a supernova explosion.
Slightly lower mass stars (between 8 and 25 solar masses, seen here second top) evolve in a similar way although they do not have strong enough winds to push their outer layers away and become blue supergiants, instead it evolves into a red supergiant. While such stars also collapse and create supernova explosions. The remnant of the star’s core is not massive enough to collapse into a black hole. Instead, its electrons and protons combine to form neutrons and it is supported by a quantum mechanical effect called neutron degeneracy pressure. This results in the remnant of the star being a tiny neutron star, several solar masses in mass but only a few kilometres across.
For stars similar in mass to the Sun (between 0.4 and 8 solar masses, seen here in the middle row), the star burns hydrogen in its core until the hydrogen in its core is exhausted. At this point a hydrogen burning shell forms around the core. Eventually the core will become hot enough to burn helium into carbon and oxygen. After this the star is left with a carbon and oxygen core surrounded by shells burning helium and hydrogen. These shells are unstable producing thermal pulsations that convulse the star. Eventually these pulsations become so extreme that the star’s outer layers are thrown off. This leaves the carbon and oxygen core as a white dwarf supported by electron degeneracy pressure. The outer layers of the star form what is known as a planetary nebula (which doesn’t actually have anything to do with planets despite the name).
The lowest mass stars (seen here in the second bottom row) are so low in mass that their evolutionary timescales are much longer than the age of the universe. This means that none have evolved beyond the main-sequence. Low mass stars are fully convective meaning material in the core is constantly being mixed with material above. This means that all the hydrogen in the star would eventually be burned in the core, but this will take trillions of years.
Crédit : Danielle Futselaar/IAU OAE
License: CC-BY-4.0 Creative Commons (CC) Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Icônes
Activités associées
Star in a Box: Advanced
astroEDU educational activity (links to astroEDU website) Description: Explore the life-cycle of stars with Star in a Box activity.
License: CC-BY-4.0 Creative Commons (CC) Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Icônes
Mots clés :
Hands-on
, Interactive
, Software
Tranches d'âge :
10-12
, 12-14
, 14-16
, 16-19
Niveau scolaire :
Collège
Domaines d'apprentissage :
Utilisation de technologies
Coûts :
Faible
Taille du groupe :
Par groupe
Compétences :
Communiquer des informations
, Construire des explications
Star in a Box: High School
astroEDU educational activity (links to astroEDU website) Description: Explore the life-cycle of stars with Star in a Box activity.
License: CC-BY-4.0 Creative Commons (CC) Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Icônes
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Domaines d'apprentissage :
Utilisation de technologies
Coûts :
Faible
Taille du groupe :
Par groupe
Compétences :
Communiquer des informations
, Construire des explications



