I. Bases observationnelles: Le diagramme HR
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I. Bases observationnelles: Le diagramme HR
I. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Année 2004-2005 Bases observationnelles: Le diagramme HR Quelques définitions Les vecteurs de l’information Luminosités & magnitudes Températures effectives & spectres Le diagramme Hertzsprung-Russell Scénario de l’évolution stellaire I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 1 1. Quelques définitions • Etoile: – Corps céleste ayant au cours de sa vie contrebalancé un confinement gravitationnel par des réactions thermonucléaires de fusion de l’hydrogène • Naine brune: – Corps céleste formé comme une étoile mais de masse insuffisante pour satisfaire la définition ci-dessus • Planète: – Corps céleste (sphérique) de faible masse formé dans un disque circumstellaire (?) Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 2 1. Quelques définitions Des étoiles aux planètes: – Des tailles et températures très variables Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 3 2. Les vecteurs de l’information • La matière – – – – • Les neutrinos – – • Météorites, micrométéorites Vent solaire Débris cométaires Retour d’échantillons (Système Solaire) Solaires SN 1987A Les ondes gravitationnelles • Les photons Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 4 Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 5 3. Luminosités & magnitudes • Luminosité (L) – Energie totale émise par unité de temps (en erg/s) 33 – Lsol ≈ 4 ×10 erg/s – 3 sources d’énergie: € • Photons, • Neutrinos • Mécanique (ex: perte de masse) • Magnitudes – Soit f le flux total d’énergie lumineuse reçue sur Terre – On définit la magnitude bolométrique – Et la magnitude bolométrique absolue (qu’aurait l’* à 10pc du Soleil) Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 6 4. Températures effectives & spectres • Teff: température du corps noir qui rayonne le même flux d’énergie – Le flux d’un corps noir homogène de température Teff est: – La température effective d’une étoile de luminosité L est donc telle que: Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 7 Un spectre de raies (le Soleil) Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 8 Un spectre continu (Vega) Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 9 Classification spectrale (système MK) • Type spectral – O, B, A, F, G, K, M, L, T – Sous-classes entre 0 et 9 par ordre de Teff décroissante Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 10 Classification spectrale (système MK) • Classes de luminosité – – – – I: supergéantes II, III: géantes IV: sous-géantes V: naines Année 2004-2005 Le Soleil: G2V I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 11 5. Le diagramme Hertzsprung-Russell • C’est la base observationnelle de l’évolution stellaire. • 1 point = 1 étoile • Ordonnée: logL ou V • Abscisse: 1/Teff ou B-V Supergéantes 4 Log L 2 Sé q 0 Géantes ue nc ep rin -2 Naines blanches B A F -4 cip ale G K M Classe -4 Température effective (K) Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 12 5. Le diagramme Hertzsprung-Russell • Rayons et masses dans le diagramme HR (séquence principale) Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 13 5. Le diagramme Hertzsprung-Russell • C’est la base observationnelle de l’évolution stellaire. • 1 point = 1 étoile • Ordonnée: logL ou V • Abscisse: 1/Teff ou B-V • Figure: Diagramme HR à partir des parallaxes Hipparcos – (On n’inclue que les étoiles dont la distance est mesurée!) Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 14 5. Le diagramme Hertzsprung-Russell • C’est la base observationnelle de l’évolution stellaire. • 1 point = 1 étoile • Ordonnée: logL ou V • Abscisse: 1/Teff ou B-V • Figure: Diagramme d’amas – Pour l’amas globulaire M3: toutes les étoiles ont le même age. Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 15 5. Le diagramme Hertzsprung-Russell • Diagrammes HR pour divers amas ouverts: Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 16 6. Scénario de l’évolution stellaire • But: – expliquer le diagramme HR Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 17 6. Scénario de l’évolution stellaire • Simulation de l’évolution du diagramme HR d’un amas: Année 2004-2005 I- Les bases observationnelles: Le diagramme HR 18