4 – Fonctionnement des étoiles

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1 – Théorie générale

Toute étoile naissante est soumise à un cycle : croissance, état adulte, progressive dégénérescence et  disparition.

Une étoile ne née pas obligatoirement dans une zone où existent d’importantes formations de nuages interstellaires. Mais inversement, dans un espace où existe un grand nombre d’étoiles jeunes, il se trouve nécessairement d’abondantes quantités de matière interstellaire éjectées par ces étoiles.

Toutes les associations d’étoiles jeunes sont enveloppées d’un nuage gazeux qui proviendrait soit de la matière stellaire primordiale, soit de l’éjection par des astres instables. Le réchauffement de cette matière interstellaire étant le fait des astres eux-mêmes, on ne saurait conclure que cette température précédait nécessairement la naissance de l’astre comme ayant permis l’allumage de celui-ci. De même on ne saurait encore moins affirmer que ces nuages sont des excédents non utilisés par l’étoile pour se constituer. Un même fait d’observation peut recevoir plusieurs interprétations.

Il ne saurait y avoir de naissance d’étoiles immédiatement massives, mais augmentation progressive de masse en proportion de la taille du cœur nucléaire. D’autre part, le rapport T/M sera d’autant plus élevé que l’étoile est jeune. Le refroidissement s’effectuant par étouffement du cœur, la température extrême de naissance (pulsar) ne cessera de décroître, de même que la densité à mesure que l’étoile augmente sa masse et vieillie.

On observe peu ou pas de super géantes dans les zones comportant une importante proportion d’étoiles jeunes. Dans les amas galactiques qui regroupent des étoiles jeunes, on ne rencontre pas de super géantes M mais principalement des astres chauds  « O». La grande majorité des étoiles qui se forment actuellement ont une masse relativement faible. Les géantes sont absentes en général des amas ouverts où se trouve concentrée une population d’étoiles jeunes, et certains amas sont si jeunes qu’aucune étoile n’a atteint le stade de super géante. Dans la théorie standard de l’effondrement gravitationnel, ce constat est étonnant puisque par définition une étoile devrait être d’autant plus massive qu’elle est jeune, la perte de masse étant fonction de son avancée en âge, les super géantes devraient l’être dès l’origine.

C’est consécutivement le principe même du développement (augmentation de masse) qui va être principe de régulation puis de freinage et enfin de cessation d’activité. Ces modalités sont identiques dans leur essence à celles du vivant puisque le développement cesse dès que la taille limite a été atteinte, cette taille étant donnée initialement dans le capital génétique. Dans l’astrophysique nouvelle, cette taille limite va être fixée par la valeur de l’embryon stellaire qui sera progressivement étouffé par sa propre production.

Il existe deux phases essentielles : l’étoile démarre dans un état de grande densité qui diminue à mesure de la production des gaz pour atteindre un stade à partir duquel le refroidissement engendre une contraction et une densification croissante ( pour les étoiles dites gazeuses voir plus bas)

La pression de gravitation aura pour fonction constante et unidirectionnelle de ralentir la production de matière dans le cœur photonique mais peut enclencher plus tardivement les réactions secondes de fusion de l’hélium rendue possibles par la haute température au centre de l’étoile.

La croissance d’une étoile s’effectue par autoproduction de ses éléments qui recouvrent progressivement l’embryon stellaire en  augmentant sa masse. Puisque les particules sont produites par paires à l’origine, il s’ensuit que l’hélium sera dominant dans le temps second temps de la vie de l’étoile. L’hydrogène ne recouvrira que postérieurement l’astre à mesure que les réactions de fusion seront rendues plus difficiles par l’augmentation de la masse. Consécutivement, une étoile jeune connaîtra une densité élevée qui ira décroissante en proportion de sa production d’hydrogène

2- Rôle de la pression de gravitation

L’une des deux fonctions de la pression de gravitation est de ralentir puis d’éteindre complètement le mécanisme de production de matière. C’est la procédure la plus simple, toujours constante qui tend à réaliser le même effet unidirectionnel et  fonctionne pour les étoiles quelle que soit leur masse. En son absence la croissance de la masse serait illimitée. Les astres peuvent ainsi  avoir des masses de valeur extrêmement variable. C’est consécutivement le principe du développement (augmentation de masse) qui va être principe de régulation puis de freinage et enfin de cessation d’activité.

Une émission abondante d’hydrogène délimite le stade adulte de l’étoile qui est celui du début de son refroidissement. Il existe un seuil à partir duquel la production d’atomes nouveaux d’hydrogène se ralentira en proportion de l’augmentation de la pression de gravitation.

Le démarrage des réactions de fusion de l’hydrogène constitue le deuxième stade de la vie stellaire s’initiant à l’approche de sa masse finale. La pression de gravitation qui atteint son maximum aura dés lors un double effet contradictoire : ralentir la production de matière nouvelle et enclencher les réactions de fusion en disposant de l’hydrogène non transformé initialement en hélium. Les réactions de fusion de l’hélium décrites par l’astrophysique classique interviennent secondairement pour maintenir une température élevée lorsque  l’étoile aura cessée la fabrication de sa matière constitutive.

Une étoile gazeuse démarre ses réactions de fusion seconde de l’hélium  lorsque sa masse d’hydrogène a atteint un seuil de recouvrement critique. Ces réactions de fusion seconde tendent à compenser la baisse de la nucléosynthèse. Mais ces réactions secondes tendent elles-mêmes à se ralentir non par  » manque de carburant  » (l’étoile dispose de près de 80% d’hydrogène) mais par le double effet de refroidissement du cœur et de la baisse de la pression de gravitation. De fait, une faible masse est consommée (7%-12%) ce qui diminue lentement la masse d’hydrogène transformée en hélium, engendrant une baisse la pression de gravitation et un ralentissement des réactions de fusion seconde jusqu’à leur cessation.

Les réactions de fusion de l’hélium, présentées par l’astrophysique standard comme la modalité principale de fonctionnement initial du cœur de l’étoile sont extrêmement problématiques. La fusion proton-proton exige de très hautes températures que seules des étoiles massives peuvent réunir. D’où une typologie complexe du fonctionnement des étoiles selon leur masse. Mais il n’y a pas de réponse à la question fondamentale : pourquoi ne trouve-t-on que des protons à l’issu du big bang ? Cette carence oblige l’astrophysique à supposer la fusion p-p qui semble délicate et n’a jamais été réalisée en laboratoire (seule la fusion Deutérium-tritium est envisagée).
3 – Masse et destin des étoiles

Si un astre né dans un même temps qu’un autre, d’une même origine, selon le même processus générateur se trouve avoir atteint un stade de développement différent par rapport à d’autres appartenant au même système, c’est qu’un principe commande cette évolution différenciée. C’est en première approximation  la valeur de la masse qui commande la vitesse d’évolution du stade d’étoile chaude à celui d’astre ayant étouffé son cœur nucléaire.

Une étoile atteint d’autant plus rapidement le stade adulte de refroidissement que sa masse terminale  (déterminée par la taille de son embryon stellaire) est plus élevée. Inversement, une étoile refroidit d’autant plus rapidement que sa masse est moindre en passant successivement par les étapes d’étoile rouge, de naine blanche ou brune, d’astre gazeux, ou de corps tellurique.

La nouvelle théorie inverse la perspective : une étoile massive ne consomme pas plus vite son hydrogène mais elle atteint plus vite sa masse définitive puisque sa production est plus abondante. A contrario, elle sera plus longue à refroidir. Ceci est parfaitement vérifiable dans le système solaire puisque la théorie prévoit une naissance simultanée de tous les astres. Le Soleil est donc plus long à refroidir que la Terre de masse moindre.

Ce diagramme de Hertzprung-Russel décrit l’évolution des étoiles. Nous pouvons l’interpréter différemment : les étoiles ne démarrent pas à partir d’un  nuage froid mais tout en haut, à une température extrême qui est celle du pulsar.

En conclusion : tout astre ayant l’apparence d’un corps planétaire, qui ne résulte pas d’une fragmentation d’un autre astre, tout satellite présentant certains caractères des planètes (une activité volcanique actuelle ou passée), a fonctionné à l’origine comme une petite étoile, s’étant développés selon le même processus qu’une étoile très massive voire super massive. Ainsi, les étoiles à l’origine des planètes telluriques, les satellites de celles-ci, croissent en produisant et synthétisant en propre la totalité de leurs éléments, suivant la procédure régulière qui partant de l’hélium aboutit à la chaîne carbonée, au fer et autres éléments plus denses.

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La vie d’une étoile dans le schéma standard est extrêmement complexe avec alternance des phases froides et de réchauffement, d’augmentation et de baisse de masse.
L’étoile démarre en bas par une condensation du nuage interstellaire puis se réchauffe et se met à évacuer de la masse sous l’effet de la pression de radiation. Elle se dégage de sa gangue de nuage et apparaît comme étoile chaude qui va lentement refroidir en augmentant (!) de volume pour atteindre le stade de géante rouge. La température du cœur de celle-ci va de nouveau augmenter et l’étoile se séparer de sa couronne pour aboutir au stade de naine blanche très chaude. Il est prévu de surcroît une phase explosive pour les astres super massifs et un mode de constitution original pour les planètes.

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On s’aperçoit que le cycle des étoiles des Nouveaux Principes est beaucoup plus simple et cohérent car l’étoile ne cesse de se développer (stades 1, 2, 3,4) pour atteindre son maximum qui est celui de géante rouge (stade 5) à partir duquel elle ne cessera de refroidir et de se condenser.

Sept principes de fonctionnement des astres

1- Toutes les étoiles, quel que soit leur masse, ont une naissance et un mode de développement identique.

2- Toutes les étoiles démarrent à de très hautes températures qui leur permettent de synthétiser en premier leurs éléments les plus lourds, puis les plus légers à la fin du cycle de production.

3- Toutes les étoiles augmentent progressivement  leur masse au cours de leur croissance par autoproduction des éléments en couches successives et perdent leur forte densité initiale à mesure que la masse augmente. Leur cœur aura donc une très forte densité.

4- Lorsqu’elles s’approchent du stade de la maturité, les étoiles produisent en abondance de l’hydrogène dont une fraction s’échappe sous forme de vent stellaire jusqu’à cessation totale de la production. La perte de masse est d’autant plus importante que l’étoile est massive.

5- La couronne de gaz retenue va dépendre d’un rapport entre la puissance des jets de matière émis à un moment et la masse de l’étoile apte à retenir ou non une couronne gazeuse, mais également de son environnement. Nous aurons fondamentalement deux types d’étoile :

- Celles ayant conservé leur couronne gazeuse et qui se contractent en refroidissant

- Celles ayant évacué leur couronne gazeuse et qui ne conservent que leur cœur chaud allant en se refroidissant

6- Toutes les étoiles à couronne gazeuse se contractent et éjectent de moins en moins de masse en refroidissant.

7- Les explosions d’étoiles sont accidentelles (choc, absorption d’un compagnon) et ne constituent pas leur mode naturel de développement.

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Naissance d’une étoile : tous les astres jeunes sont environnés d’une épaisse couche de nuages interstellaires. On peut tout aussi bien conclure que cette matière surabondante a été produite par l’étoile elle-même au cours de son développement.

_____________________THEORIE ET OBSERVATIONS

*****

1 – Compte rendu d’observations : l’effondrement problématique d’un nuage interstellaire.

Les astronomes du télescope spatial en X, le XMM-Newton ont découvert dans une nurserie d’étoiles située à 500 années-lumière de nous (dans R Corona Australis), le début du commencement de la naissance: les nuages de gaz qui s’écroulent sur eux-mêmes. Le nuage de gaz est chauffé par des procédés électromagnétiques et cela favorise sa condensation, cet échauffement provoque des fortes émissions de rayons X qui peuvent être détectées par XMM. Ceci prouve que la gravité n’est pas la seule force qui provoque l’effondrement des nuages de gaz, c’est nouveau!! Ce nuage ne peut pas être encore appelé étoile, c’est un embryon, un fœtus, une proto-étoile de classe 0.Une telle proto étoile en est au tout début de sa conception : 10 à 100.000 ans seulement. C’est la première fois que l’on voit une protoétoile à un stade si jeune. Normalement un tel nuage stellaire devrait être très froid (-240°C), ce n’est pas le cas de celui –ci, il semble que la rotation du noyau de cette proto étoile favorise l’accrétion de matière et engendre des forces magnétiques qui réchauffent fortement celui-ci. Cet échauffement (plusieurs millions de degrés) est détecté par l’émission de ces rayons X. Tout ceci favorise la thèse que les champs magnétiques participent très fortement à la maturation des procédés de l’évolution des étoiles.

Commentaires :

Ici nous avons un nuage très chaud (des millions de degrés!) alors que la théorie standard le prévoit froid (-240°). L’écart entre la théorie et la réalité est énorme. Comme l’astrophysique actuelle ne possède pas d’autres modèles que celui de l’effondrement, on va adjoindre une explication complémentaire: les effets des forces magnétiques. Celles-ci auraient pour origine l’échauffement des gaz, lequel serait provoqué par l’accélération de la rotation. Or dans un nuage froid, quand débute la compression, cette rotation est par définition très faible et va en accélérant. Consécutivement, on ne peut pas dire qu’une étoile est au stade pré-embryonnaire et qu’elle tourne vite en engendrant un champ magnétique important qui serait cause du réchauffement des gaz lequel sont encore cause de ce champ magnétique! Ce raisonnement circulaire explique la cause par l’effet et réciproquement. Par ailleurs, un nuage très chaud est en émission dominante et non en train de s’effondrer sur lui-même.

Les explications de la nouvelle théorie sont beaucoup plus simples et interprètent plus précisément les phénomènes observés: un embryon stellaire est initialement très chaud et se développe par autoproduction et émission de sa matière constitutive et non par effondrement d’un nuage froid.

2 – Compte rendu d’observations : faible masse initiale pour les protoétoiles

De façon assez surprenante, l’émission millimétrique mesurée en provenance des sources IR de classe I s’est avérée relativement faible, indiquant des masses circumstellaires de l’ordre de 0.1 à 0.3 masse solaire au plus. Ces masses sont plus petites que la masse d’une étoile T-Tauri typique (de 0.3 à 2 masse solaire). Les protoétoiles IR ont donc déjà accumulé en leur centre la plus grande fraction de leur masse finale et ne sont plus associées qu’à des résidus d’enveloppe.

La protoétoile IRAM 04191, découverte il y a quelques années en cartographiant l’émission continuum à 1.3 mm est jeune car on observe qu’elle ne renferme encore en son centre qu’une partie infime (moins de 10%) de sa masse stellaire finale ( 0.5 à 1 Ms). On estime à moins de ~30000 ans le temps écoulé depuis la formation

Contrairement aux sources IR de classe I, les objets de classe 0, ou protoétoiles submillimétriques, n’ont encore accrété qu’une partie infime (moins de 0.1 M<3) de la masse qu’elles auront sur la séquence principale. Les protoétoiles de classe 0, dont une vingtaine seulement ont pu être identifiées à l’heure actuelle, correspondent à l’étape proto-stellaire la plus précoce observée à ce jour.

Commentaires :

Selon la nouvelle théorie, le cœur se forme et grossit en produisant sa matière. Les objets de classe O (les plus jeunes) doivent donc avoir un cœur de faible masse qui enfle à mesure que l’étoile se développe et atteint le stade des T Tauri. C’est ce que  l’observation ci-dessus montre.

3 – Compte rendu d’observations : Naissance des étoiles associée à des jets de matière

Lorsque les jeunes étoiles évoluent, elles produisent de spectaculaires jets à haute vitesse et des écoulements se composant de gaz moléculaire et atomique s’écoulant loin de l’étoile. On ne comprend pas complètement quels mécanismes lancent ces jets.

En s’effondrant sur eux-mêmes, les cocons de gaz qui servent à former les étoiles s’aplatissent. Jusque-là, les astronomes supposaient que c’était bien ainsi que les choses se passaient dans les berceaux stellaires que sont les nébuleuses. Ils viennent d’en obtenir une confirmation grâce à une image du télescope spatial Spitzer. Sensible aux rayons infrarouges, l’instrument est capable de « voir » à travers les épais nuages de poussière interstellaire. C’est ainsi que deux astronomes de l’Université de l’Illinois ont découvert les jets de matière expulsés par une étoile en train de naître et, perpendiculairement à ces jets, la marque sombre d’un nuage gazeux aplati. Selon eux, ce nuage est dans le même plan que le disque de poussières qui entoure la jeune étoile. Il s’agirait donc du vestige aplati du cocon d’où l’astre est issu.

Commentaires:

Lorsque l’astre est en rotation très rapide, les pôles s’aplatissent et l’étoile jeune a une forme de patate allongée à l’équateur. Il est donc tout à fait conforme à cette phénoménologie que les jets issus du cœur en fusion s’échappent par les extrémités les moins denses. Le disque de poussière entourant l’équateur n’est pas, dans la nouvelle théorie, le vestige aplati du cocon de gaz s’étant effondré: une même observation peut faire l’objet d’interprétations différentes selon la théorie de référence. A l’origine, le cœur photonique en rotation produit de la matière principalement à l’équateur, ce qui explique l’abondance de matière à cet endroit.

4- Compte rendu d’observations : protoétoiles et théorie alternative

Un jeune étoile, dans la première phase de sa vie,  est en éruption après avoir englouti gaz et poussières, et semble émettre le plus jeune jet d’émission jamais enregistré. L’éruption a été observée en 2014, quand l’astronome Emily Safron, a remarqué un objet qui s’éclaircissait considérablement au fil du temps.

Le constat n’est pas seulement la première éruption jamais enregistrée, mais met également en lumière comment les étoiles deviennent si rapidement massives.

Les étoiles naissent dans les nuages ​​de poussière et de gaz dispersés dans la plupart des galaxies. La turbulence dans les nuages ​​donne lieu à des nœuds qui commencent à s’effondrer sous leur propre poids. Le nœud devient vite une protoétoile, et continue de croître de plus en plus dense et chaud. Finalement, la protoétoile centrale est entourée d’un disque de poussière à peu près égale à elle en masse. Les astronomes appellent cela une protoétoile «Classe 0».
Bien qu’une classe 0 protoétoile n’a pas encore produit de l’énergie par fusion de l’hydrogène en hélium dans son noyau, elle brille déjà, quoique faiblement. Comme la protoétoile s’effondre,  elle accumule davantage de matériel à partir du disque de gaz et de poussière qui l’entoure et libère de l’énergie sous forme de lumière visible. Mais cette lumière est souvent bloquée par le gaz et la poussière environnants. Des études ont montré, cependant, que la lumière qui réchauffe la poussière autour de la protoétoile, peut être perçue sous forme d’une faible lueur qui peut ensuite être détectée par les observatoires infrarouges, comme le télescope spatial Spitzer.

Mais en 2006, une classe 0 protoétoile dans la constellation d’Orion, surnommé HOUBLON 383, a agi hors norme et s’est éclaircie considérablement. En plus de deux ans, elle est devenue 35 fois plus brillante. En outre, les données les plus récentes disponibles, à partir de 2012, montrent que l’éruption qui ne faiblit pas. « Houblon 383 est le premier déchaînement éruptif que nous ayons jamais vu à partir d’un objet de classe 0, et cela semble être la plus jeune éruption protostellaire jamais enregistré. »
Les scientifiques ont également été surpris par la longueur de l’éruption, rendant ainsi HOUBLON 383 encore plus intrigante. « Cette explosion durable peut s’expliquer par une augmentation soudaine de la quantité de gaz de la protoétoile en accrétion autour du disque.

Commentaires :

La formation d’étoiles par effondrement gravitationnel ne cesse d’être problématique et de contredire les observations. Deux affirmations posent en effet problèmes :

1) Bien qu’une classe 0 protoétoile n’a pas encore produit de l’énergie par fusion de l’hydrogène en hélium dans son noyau, elle brille déjà, quoique faiblement.

Si le premier stade de la fusion, celle de l’hélium, n’a pas débuté, on ne voit pas très bien quelle est la source d’énergie qui peut bien illuminer la protoétoile.

2) Cette explosion durable peut s’expliquer par une augmentation soudaine de la quantité de gaz de la protoétoile en accrétion autour du disque.

A priori, la quantité initiale de gaz est finie qui a permis  l’effondrement.  On ne voit donc pas d’où viendrait cette augmentation soudaine de la quantité de gaz en accrétion.  De plus l’étoile ne semble plus être en accrétion dominante mais bien plutôt en émission assez prononcée.

5 – Compte rendu d’observations : Formation des étoiles près d’un trou noir

Des étoiles pourraient se former à proximité Sagittarius A qui est le trou noir super massif au cœur de la Voie lactée. C’est la conclusion d’une équipe internationale d’astronomes qui a découvert une signature possible de formation d’étoiles de faible masse à deux années-lumière seulement du centre de notre galaxie - une région qui a déjà été considérée comme trop hostile pour une telle activité.

Les étoiles se forment quand un nuage de gaz devient suffisamment dense pour s’effondrer sur lui-même sous l’influence de sa propre gravité. Ce processus est influencé par l’environnement entourant le nuage. Près d’un trou noir supermassif, l’auto-gravité du nuage sera contre déchiré par «cisaillement marée », qui est la force d’étirement qui résulte de l’attraction gravitationnelle intense du trou noir. La naissance d’étoiles à proximité d’un trou noir super massif devrait donc être très difficile, parce que l’auto-gravité d’un nuage doit être assez forte pour surmonter le cisaillement de marée.

Farhad Yusef-Zadeh de la Northwestern University et ses collaborateurs ont cherché des preuves d’étoiles encore plus jeunes proches de Sagittarius A, qui démontrent que la formation des étoiles dans la région est un processus continu.

L’équipe a identifié ces petites sources comme candidats photoevaporative de disques protoplanétaires – « proplyds » – qui sont des zones de dense, le gaz et la poussière ionisé entourant les jeunes étoiles, nouvellement formés.
Contrairement aux jeunes étoiles massives qui ont déjà été identifiés dans le centre galactique, les candidats de proplyd dans cette étude sont associés à des étoiles de faible masse – des objets de moins d’environ une masse solaire. L’analyse par l’équipe de Yusef-Zadeh a conduit les chercheurs à spéculer qu’il est plus facile pour les étoiles de faible masse de se former dans les environs hostiles du trou noir qu’ailleurs dans la Voie Lactée.
« Les quelques années-lumière intérieure de la galaxie est clairement un environnement unique, » dit Yusef-Zadeh. De déterminer exactement quel rôle joue cet environnement dans la formation des étoiles est un défi.

Commentaires :

Compte tenu de l’extrême attraction de gravité près d’un trou noir, la formation d’étoiles par condensation d’un nuage ne devrait pas être possible. Il est déjà difficile de justifier la concentration de matière interstellaire dans un milieu « calme », alors dans une zone de très forte attractivité, cela tient de la gageure. Et pourtant elles se forment et la théorie standard de l’astrogenèse se trouve dans l’impossibilité de l’expliquer.

6 – Compte rendu d’observations :

H1504+65 est la naine blanche la plus chaude connue (200.000 K) et les astronomes pensent qu’elle s’est formée très récemment. Elle a la particularité de ne pas posséder d’atmosphère, ce qui a permis d’en étudier la surface plus facilement et de découvrir la présence de magnésium ainsi que d’oxygène et de carbone. Plusieurs types de réactions nucléaires peuvent expliquer cette composition.

Commentaires :

200.000 K pour une naine blanche, une étoile dégénérée qui ne connaît plus de réactions nucléaires!  Ici, la contradiction entre la théorie standard et l’observation est flagrante. De plus, s’agissant de matière dégénérée, on ne comprend pas la présence en surface de magnésium, carbone et oxygène. De fait, selon la nouvelle théorie, il s’agit d’une étoile jeune ayant évacué la totalité de sa couronne nuageuse et qui connaît des réactions nucléaires intenses qui expliquent sa très haute température et la présence d’éléments lourds.

7 – Compte rendu d’observations :

En raison de leur gravité de surface hors du commun qui peut atteindre 100000 fois celle de la Terre, les astrophysiciens pensent que la surface des étoiles naines est également très particulière. Elles pourraient former une épaisse croûte de 50 km d’épaisseur constituée en surface de matière ordinaire mais en profondeur d’un réseau cristallin d’atomes de carbone et d’oxygène, une structure très étrange qui rappelle le diamant ! Il fallut quelques années pour confirmer cette théorie, mais en 2004 l’astronome Travis Metcalfe et son équipe du Centre d’Astrophysique Harvard-Smithsonian découvrirent à 50 années-lumière dans la constellation du Centaure une étoile naine blanche dont le noyau était cristallin et vraisemblablement constitué d’un gigantesque diamant de 1500 km de diamètre ! Imaginez les carats que cela doit représenter.

Baptisée « Lucy » en hommage à la célèbre chanson des Beatles « Lucy in the Sky », cette étonnante étoile naine cataloguée BPM 37093 ne fait pas que briller mais elle résonne également comme un gigantesque gong soumis à des pulsations régulières. C’est en analysant ces pulsations que Metclafe et son équipe ont pu étudier l’intérieure de l’étoile.

Constituée du cœur d’étoiles géantes, la température centrale d’une étoile naine demeure extrêmement élevée. Dépendant de l’agitation des noyaux, elle peut atteindre 100 millions de degrés en début de cycle. En surface en revanche la température avoisine en général les 10000 K mais peut occasionnellement être dix fois supérieure. Les étoiles naines se refroidissent rapidement, au moins en termes astronomiques, raison pour laquelle assez peu d’étoiles naines ont été découvertes, tout au plus un millier d’objets.

Au début de leur vie les étoiles naines brillent d’un éclat bleu-blanc mais « sans émotion » : ni la chaleur ni le froid ne les font réagir. Une étoile naine n’a plus aucun moyen de conserver sa chaleur à moins d’accréter la matière d’une étoile proche. Ainsi si elle forme un couple avec une étoile géante, celle-ci perdra une partie des couches supérieures de son atmosphère au profit de l’étoile naine qui verra son atmosphère se remplir d’hydrogène. L’étoile naine se transformera alors en une étoile variable cataclysmique qui peut évoluer en nova suite à l’explosion de l’enveloppe d’hydrogène.

L’atmosphère d’une étoile naine prend un aspect très étrange qui n’a plus rien à voir avec une atmosphère ordinaire. Si les éléments les plus lourds comme le carbone sont cloués sur la surface de l’étoile en raison de la gravité, dans une étoile naine de 10000 K les éléments plus légers ne peuvent pas non plus s’en échapper. Seul l’hydrogène ou l’hélium, les deux éléments les plus légers s’échappent dans l’atmosphère, ou ce qui convient d’appeler une atmosphère car étant donné la force de gravité qui y règne son épaisseur ne dépasse pas quelques centaines de mètres !

Mais grâce à un échantillonnage qui se complète chaque année, si on suit les modèles théoriques on constate que toutes les étoiles naines ayant une atmosphère d’hydrogène portée à plus de 55000 K et rayonnant en ultraviolet présentent une atmosphère qui s’opacifie en raison de la présence d’éléments lourds dans leur atmosphère. Leur opacité croit brutalement au niveau de 54000K qui pourrait correspondre à une augmentation notable d’éléments du groupe du fer.

D’autres étoiles naines sont des sources de rayons X peu pénétrants et de rayonnement ultraviolet de très forte énergie. Dans une étoile naine ordinaire, l’atmosphère relativement froide et si peu épaisse qu’elle est a peu près transparente aux rayons X. Mais exceptionnellement quelques rares naines X telle HZ43 présente une couronne qui irradie fortement en rayons X car son atmosphère d’hydrogène et d’hélium est portée entre 1 et 10 millions de degrés. Grâce à cette opportunité, les astrophysiciens peuvent étudier la structure de son atmosphère au moyen de satellites sensibles à ce rayonnement tel ROSAT ou Chandra.
Commentaires :

Cette phénoménologie de « Lucy » est a plus d’un titre conforme aux postulats de la nouvelle théorie pour décrire des étoiles jeunes et chaudes de type tellurique. 1) L’atmosphère est extrêmement ténue  2) Il y a présence d’éléments lourds dans cette atmosphère et notamment du fer 3) L’absence d’atmosphère ne plus permet pas de conserver sa chaleur 4) Il y a quasi absence des éléments légers qui ont été évacués. De fait « Lucy » est une naine blanche « classique », un astre tellurique qui n’a pu conserver sa couronne gazeuse, ce qui explique sa grande densité actuelle.

Il existe de deux types d’astres dont la genèse est identique, possédant également un noyau composé d’éléments lourds en proportion variable selon la masse dont l’un (astre tellurique) va refroidir dans un état de forte densité, et l’autre (astre gazeux) a une atmosphère qui va progressivement se densifier.  (II. Ch.5).

8 – Compte rendu d’observations :

Des chercheurs ont récemment découvert le plus grand noyau solide jamais trouvé dans une planète extrasolaire. Lorsqu’un consortium d’astronomes américains, japonais et chiliens a regardé la première fois cette planète, ils s’attendaient à une planète similaire à Jupiter. « Aucun de nos modèles ne prévoyait que la nature pouvait faire une planète comme celle que nous étudions, » note Bun’ei Sato (Okayama Astrophysical Observatory, Japan), membre de l’équipe.

La planète orbite autour de l’étoile de type-G0 IV dénommée HD 149026, laquelle est à environ 260 années-lumière de la Terre. L’étoile, de magnitude 8.2, est facilement visible dans un petit télescope à environ deux degrés au nord-ouest de l’amas globulaire M13 dans la constellation d’Hercule. L’étoile est un peu plus grande, plus brillante, et plus massive que le Soleil. La planète HD 149026b est approximativement égale en masse à Saturne (0.36 (± 0.03) Masse Jupiter ou environ 115 Masse Terre), mais elle est sensiblement plus petite en diamètre. Elle tourne en 2.87 jours autour de son étoile hôte à une distance de 0.042 AU (en comparaison Mercure est à 0.387 UA de notre Soleil), et la température de la haute atmosphère est approximativement de 1.270° Celsius. La modélisation de la structure de la planète montre qu’elle a un noyau solide d’environ 65 à 70 fois la masse de la Terre. (Tennessee State University, Nashville cité par PJG Astronomie)

Les planètes gazeuses nées trop proches de leur étoile centrale perdent une partie de leur couronne de gaz. En conséquence, elles possèdent  noyau dense important qui les assimile à des planètes de type tellurique.

9 – Compte rendu d’observations : Les jets puissants d’une étoile à neutrons

Les trous noirs ne sont pas les seuls objets dans l’Univers qui répandent de puissants jets de leurs pôles. Mortes, les étoiles qui se consument peuvent les émettre, aussi, et les jets qu’elles créent rivalisent et pourraient même surpasser ceux allumés par les trous noirs, selon les scientifiques. En utilisant l’Observatoire de rayons X Chandra, les scientifiques ont repéré le jet à 20.000 années-lumière de la Terre dans Circinus X-1, un système où un cadavre stellaire en rotation connu sous le nom d’étoile à neutrons satellise une étoile normale de plusieurs fois la masse du Soleil. Une étoile à neutrons se forme quand la matière restant d’une explosion de supernova s’effondre en un noyau dense.

De nombreux jets ont été trouvés près des trous noirs, mais le jet de Circinus X-1 est le premier jet étendu de rayons X associé à une étoile à neutrons. Heinz et ses collègues estiment qu’un pourcentage étonnamment élevé de l’énergie créée par la matière tombant sur l’étoile à neutrons est employée pour alimenter le jet. »En termes d’efficacité énergétique à travers l’Univers, ce résultat montre que les étoiles à neutrons sont presque au sommet de la liste. Ce jet est presque aussi efficace qu’un provenant d’un trou noir, » note le membre d’équipe de l’étude Norbert Schulz (Massachusetts Institute of Technology).

Les résultats de Chandra aident également à éclaircir un mystère sur la façon dont les diffus lobes de gaz d’émission radio autour de Circinus X-1 sont créés. Les chercheurs ont trouvé que les jets de rayons X de particules de grande énergie répandues par l’étoile à neutrons du système sont assez puissants pour maintenir les lobes. »Nous avons vu d’énormes nuages radio autour des trous noirs supermassifs aux centres des galaxies, » note Heinz. » Ce qui est inhabituel ici est que cette version de poche, relativement parlant, est alimentée par une étoile à neutrons, pas par un trou noir. »Heinz et son équipe ont repéré deux dispositifs étendus formant comme un « V » dans les observations de Chandra de Circinus X-1 et supposent qu’ils pourraient représenter les murs externes d’un large jet. Une autre possibilité est que les dispositifs représentent deux étroits jets séparés allumés à différents moments car l’étoile à neutrons oscillle en avant et en arrière dans l’espace comme une toupie.

Si ce deuxième scénario est correct, Circinus X-1 aurait un des plus longs et plus étroits jets trouvés jusqu’ici, surpassant même ceux découverts autour des trous noirs.

Commentaires:

Qu’une étoile à neutrons, considérée comme un « cadavre stellaire » puisse émettre des jets aussi puissants est assez étonnant. Dans la nouvelle théorie, une étoile à neutrons est une étoile jeune. La jeunesse d’une étoile se remarque par sa vitesse de rotation et l’émission de jets aux pôles, ce qui est le cas pour Circinus X-1. Il se trouve ici aussi que les postulats des nouveaux principes sont en accord parfait avec les observations.

Il est à remarquer que les jets en provenance des trous noirs ne sont pas de même nature que ceux des étoiles jeunes. Les jets des trous noirs ne proviennent pas de l’intérieur de l’étoile comme pour des jeunes étoiles mais de l’absorption puis de la réémission de la matière des astres en chute libre. A l’inverse, les astres jeunes produisent eux-mêmes leurs propres éléments, ce qui explique que les jets en provenance de Cirinus X-1 soient bien plus puissants que ceux d’un trou noir, différence non expliquée par les auteurs de l’observation ci-dessus.