chapitre 8 Flashcards
Qu’est-ce que l’espace interstellaire?
C’est l’espace situé entre les étoiles d’une galaxie
Qu’est-ce que la matière interstellaire? (3)
- C’est la matière qui se trouve dans l’espace interstellaire
- Elle est distribuée de façon assez hétérogène
- Elle est composé de gaz et de poussière
Qu’arrive-t-il si la matière interstellaire à une grande densité?
Il y a formation de nébuleuse
Qu’est-ce que la poussière interstellaire?
- Environ 0.1% de la matière interstellaire
- répartition relativement uniforme dans l’espace et très diluée
- composé de minuscule grains fait de roche, de carbone, de glace et de fer
Qu’elle est le phénomène d’extinction interstellaire?
la poussière interstellaire permet de diffuser (dévier) et d’absorber la lumière visible qui voyage à travers la galaxie
Qu’elle est l’effet de la diffusion de la lumière?
La diffusion de la lumière est plus importante pour la lumière visible car les particules sont grosses. Elle est aussi plus importante pour les courtes longueurs d’ondes (bleues)
Qu’est-ce que le rougissement interstellaire? Donner un exemple
c’est l’effet de rougir la lumière en provenance du centre de la galaxie. Ex: sur terre ciel bleu le jour et rouge au coucher/levé du soleil
Qu’est-ce que le gaz interstellaire? (3)
- Principal constituant de la matière interstellaire
- constitué en majorité d’hydrogène
- selon l’État de l’hydrogène il y en a deux type:
- Région HI: hydrogène sous forme atomique
- Région HII: hydrogène sous forme ionisée
Qu’est-ce que la région HI?
- nuage très froid
- Hydrogène sous forme atomique
- Détecté grâce à la raie d’émission à 21 cm (onde radio) unique à l’hydrogène neutre
Qu’est-ce que la région HII? (4)
- nuage chaud d’hydrogène ionisé
- Présence d’étoiles de type O ou B dans le nuage
- Étoile très chaudes -> rayonnement UV -> ionisation de l’hydrogène
- nébuleuse d’émission -> combinaison des protons/électrons menant à l’émission des raies typique de l’hydrogène
Qu’est-ce que le nuage moléculaire?
- La densité augmente -> apparition de molécules
- Principalement du dihydrogène
- mais aussi de CO, H20, CH4, NH3
Avec quoi début la naissance d’une étoile?
avec un nuage moléculaire(plus grosse densité que dans HI ou HII)
Qu’est-ce qui peut mener à l’explosion du nuage moléculaire?
- explosion de supernova
- collision entre deux nuages
Qu’amène l’effondrement du nuage moléculaire?
sa donne une contraction du nuage et il y a apparition des globules
Qu’est-ce qu’un protoétoile?
- C’est la prochaine étape des globules, les protoétoiles grossissent en agglomérant la matière du nuage par attraction gravitationnelle
- la contraction Kelvin-von Helmholtz échauffe la protoétoile qui devient très lumineuse
- L’accumulation continu et la suite dépend de la masse de la protoétoile
Qu’arrive-t-il si la masse de la protoétoile est inférieur à 8% de de la masse du Soleil?
La température du coeur n’augmente pas suffisamment pour enclencher la fusion nucléaire de l’hydrogène et elle devient donc une naine brune.
Qu’arrive-t-il avec les naines brunes?
- La contraction de Kelvin-von Helmholtz leur permet d’avoir une luminosité d’environ 1 000 à 1 000 000 de fois moins grande que le Soleil.
- La lumière qu’elles émettent est principalement dans le domaine de l’infrarouge.
Qu’arrive-t-il si la masse de la protoétoile est supérieur à 8% de de la masse du Soleil?
- la contraction échauffe suffisamment le coeur et la fusion nucléaire de l’hydrogène est enclenchée
- un e étoile est créer
- la pression de radiation vers l’extérieur de l’étoile en éjecte la partie du gaz «non éffondrée»
- Une fois l’équilibre entre la pression de radiation et la contraction gravitationnelle atteint, l’étoile entame sa vie sur la séquence principale
Décrivez les étoiles présent sur la séquence principale et donnez des exemples
- elles sont dans une phase tranquille de fusion de l’hydrogène en hélium
- leur position sur cette séquence dépend de leur masse. Elle ne se déplace pas sur la séquence principale
- Plus la masse est grande, plus l’étoile est lumineuse
- plus la luminosité est grande, plus l’étoile brule rapidement son carburant
Ex:
- Étoile 3x + massive que le soleil –> 3x + de carburant, mais brule 60x + rapidement. Vie sur la séquence 20 fois plus courte.
Nommez trois des changements importants à long terme pour une étoile de la séquence principale
- L’hélium produit s’accumule dans le cœur de l’étoile.
• Le taux de réaction nucléaire diminue.
• La pression radiative (vers l’extérieur) diminue.
• Le cœur se comprime et s’échauffe (gravité).
• Les zones périphériques au noyau s’en rapprochent et s’échauffent.
• Le taux de réaction nucléaire augmente.
• La luminosité de l’étoile augmente (environ un facteur 3 sur
l’ensemble de sa vie).
• L’étoile se dilate légèrement (pression radiative plus grande).
• Sa surface se refroidit.
Y’a-t-il un déplacement de l’étoile sur le diagramme H-R?
Oui, si l’étoile est plus lumineuse, elle vas aller vers le haut et vers la droite si elle est plus froide.
Qu’est-ce qu’une étoile de masse faible?
- Elle est entre 1x et 8x la masse du soleil
- lorsqu’environ 10% de l’hydrogène est fusionné, il arrive des changements majeures
- L’étoile se promènera grandement sur le diagramme H-R et cela très rapidement
Quelle sont les étapes d’évolution d’une étoile de masse faible?
7 : séquence principale : fusion tranquille de
l’hydrogène
7 → 8 : l’hélium s’accumule et la fusion de H
augmente. L’étoile grossit et se refroidit
8 → 9 :Le taux de fusion s’accélère rapidement
La luminosité augmente en flèche.
L’étoile grossit encore plus.
9 : Flash d’hélium : il commence drastiquement à
fusionner.
9 → 10 : phase tranquille de fusion de l’hélium et de
l’hydrogène
10 → 11 : le carbone s’accumule et la fusion de
l’hélium s’accélère. L’étoile grossit au point d’en
perdre ses couches externes.
Quelle sont les étapes d’évolution d’une étoile de grande masse?
- c’est les mêmes étaoes que pour les étoiles de masse faibles, mais c’est plus rapide et il n’y a pas de flash d’hélium car il vas progressivement en fusion
Décrivez les étoiles de grande masse.
- la pression et la température du coeur augmente jusqu’à la fusion du sillicium. La structure est rendu en pelure d’oignon
- le fer est le noyau le plus stable (il n’y a donc pas du fusion)
- lorsque suffisamment de fer (1.4x la masse du soleil) s’accumule dans le coeur, il n’y a plus de fusion nucléaire. - Pas de fusion = pas d’E vers l’extérieur = pas de pression vers l’extérieur
- la contraction gravitationnelle n’est plus contrecarrée par la pression radiative
- le coeur se contracte au point où les électrons et les protons du fer se combinent pour former des neutrons (sa fait de la matière neutronique)
- Lorsque cette matière neutronique atteint une très grande densité, les forces nucléaires (neutron-neutron) exercent une très grande pression qui fait littéralement rebondir les couches externes.
- Il y a donc une explosion et les courches externes sont éjectées, cela créer une grosse onde de choc et sa fait une supernova
Que font les cadavres stellaires et nommer des exemples?
- c’est le reste de l’étoile quand les réactions nucléaires sont terminées
- tout dépend de la masse de ce restant:
- <1.4x la masse du soleil –> naine blanche
- entre 1.4 et 3x la masse du soleil –> étoile à neutrons
- > 3x la masse du soleil –> trou noir
Qu’est-ce qu’une naine blanche?
- Luminosité assurée par la contraction gravitationnelle.
- Cette contraction échauffe l’étoile qui produit toujours de la lumière.
- R environ 10 000 km
- L environ 0,001x la longueur du soleil
- Masse moyenne d’environ 0,8x la masse du Soleil
- Densité d’environ 1 tonne / cm3
- C’est le sort qui attend notre Soleil.
Qu’est-ce qui arrive dans une naine blanche?
- il y a des phénomènes quantiques ce qui amène la dégénérescence des électrons
- cette pression va arrêter éventuellement la contraction gravitationnelle il n’y a donc aucune luminosité ce qui crée une naine noire
- au-delà de 1.4x la masse du Soleil, la vitesse moyenne des électrons serait plus grande que celle de la lumière
- c’est donc la masse limite supérieure pour une naine blanche (c’est ce qu’on appel la limite de Chandrasekhar)
Est-ce que la dégénérescence des électrons peut arrêter l’effondrement gravitationnelle résultant de l’explosion d’une supernova?
Non, même au-delà des limites de Chandrasekhar
Qu’est-ce qui empêche l’étoile à neutron de se comprimer encore plus?
La dégénérescence des neutrons
Comment agit la luminosité d’toile à neutron?
elle est très faible, imperceptible au télescope. Cependant, la plupart sont des pulsars.
Qu’est-ce qu’un pulsar?
- c’est une source radio qui émet des brèves impulsions (de 0.01s à 4s)
- Les impulsions viennent des pôles magnétiques de l’étoile à neutron (ils sont différents des pôles de rotation sur Terre)
- il y a des faisceaux de lumière radio qui balayent l’espace (comme un phare)
Comment agit le pulsar avec le temps qui passe?
- il vas se refroidir
- sa vitesse diminue et donc le champ magnétique diminue
- sa entraine une augmentation de la période de pulsation et une baisse de leur intensité.
Qu’est-ce qu’un trou noir?
- c’est quand un objet vas être >3x la masse du soleil, l’objet va tellement se condenser que la lumière ne va même plus pouvoir s’en échapper.
- on ne connait pas sa composition intérieur on pense pt que c’est une genre de soupe de quarks
Est-ce que n’importe qu’elle objet peut être un trous noir?
Oui, à condition qu’il se comprime dans une sphère de rayon de Schwarzschild (Rs)
Qu’arrive-t-il si un objet est assez comprimé au Rs?
la courbure de l’espace temps force l’objet à se comprimer d’avantage jusqu’à une densité qui tend vers l’infini et un volume qui tend vers 0. (c’est ce qu’on appel une singularité)
Qu’est-ce que l’horizon des évènements/la zone de non-retour?
c’est quand la lumière ne peut pas s’échapper d’une sphère délimité par la zone R
Avec quoi peut-on détecter un trou noir et comment?
- Effet de lentille gravitationnelle: La lumière en provenant de l’arrière du trou noir est déformé par l’espace temps.
- Disque d’accrétion: c’est quand un trou noir mange une étoile. La matière qui tombe vers le trou noir est accéléré et émet une grande quantité de rayon X
- Système binaire: Une étoile qui semble tourner autour de rien ou bien une étoile qui se fait éclipser par un trou noir lorsqu’elle passe derrière
