Les toiles

Dfinition

Une toile est un objet cleste approximativement sphrique dont la structure est modele par la gravit. Lors de sa formation, une toile est essentiellement compose d'hydrogne et d'hlium. Durant la majeure partie de son existence, son coeur est le sige de ractions de fusion nuclaire, dont une partie de l'nergie est rayonne sous forme de lumire visible ; la matire qui la compose s'en trouve presque compltement ionise du fait de la temprature leve qui rgne en son sein.

Le Soleil est l'toile la plus proche de la Terre, l'nergie qu'il rayonne y permet le dveloppement de la vie. Il apparat bien plus lumineux que toutes les autres toiles en raison de sa proximit : la seconde toile la plus proche de la Terre, Proxima du Centaure, est 250 000 fois plus loigne. Sauf cas exceptionnel, les autres toiles ne sont visibles que la nuit, sous la forme de points lumineux, lorsque leur clat n'est pas noy par celui du Soleil.

Les toiles sont regroupes au sein de galaxies. Une galaxie typique, comme la ntre, la Voie lacte, contient plusieurs centaines de milliards d'toiles. Au sein des galaxies, les toiles peuvent tre lies dans des systmes multiples (quelques toiles) ou des amas (plusieurs dizaines quelques centaines de milliers d'toiles). La sphre cleste fait galement apparaitre des groupements d'toiles appels constellations ; il s'agit en fait d'une illusion due l'effet de projection, les toiles les composant tant gnralement situes des distances de la Terre trs diffrentes.

Amas des Pliades

Amas d'toiles des Pliades


Une toile possde une masse comprise entre 0,07 et environ 150 fois celle du Soleil (elle-mme gale 300 000 fois celle de la Terre, soit environ 2*1030 kg). Les astres de masse plus faible ne permettent pas l'amorage des ractions de fusion nuclaire de l'hydrogne, alors que les toiles de masse plus leve sont sujettes des instabilits entranant une perte de masse. La dure de vie d'une toile est essentiellement dtermine par la vitesse laquelle se produisent les ractions nuclaires : plus la masse de l'toile est leve, plus les ractions nuclaires sont rapides et la dure de vie de l'toile brve. Les toiles les plus massives ont une dure de vie de quelques millions d'annes seulement, les moins massives de plus de mille milliards d'annes. Une toile comme le Soleil a une dure de vie de l'ordre de 10 milliards d'annes.

La formation d'toiles est due l'effondrement d'un nuage de gaz et sa fragmentation possible en plusieurs proto-toiles, lesquelles s'chauffent mesure qu'elles se contractent. Sa temprature peut alors atteindre une valeur telle que le coeur "s'allume" : l'hydrogne fusionne en hlium, fournissant l'nergie qui arrte l'effondrement. L'toile entre alors dans la squence principale o elle passe la majeure partie de sa vie. L'nergie produite par cette conversion est progressivement vacue par l'toile la fois par convection et par radiation et s'chappe finalement de la surface de l'toile sous forme de rayonnement, de vents stellaires et de neutrinos. Son volution ultrieure dpend essentiellement de sa masse. Plus celle-ci est leve, plus l'toile est en mesure d'amorcer des ractions de fusion avec des lments chimiques de plus en plus lourds. Elle peut ainsi synthtiser du carbone, puis de l'oxygne, du non, etc. La quasi-totalit des lments plus lourds que l'hlium est produite dans les toiles (on parle de nuclosynthse stellaire) dans les derniers stades de leur volution. Si une toile est suffisamment massive pour synthtiser du fer, alors elle est voue connatre une fin paroxystique sous forme de supernova : son coeur implose et ses couches externes sont disloques par le processus. Le rsidu laiss par l'implosion du coeur est un objet extrmement compact, qui peut tre soit une toile neutrons, ventuellement dtectable sous la forme d'un pulsar, soit un trou noir. Les toiles moins massives connaissent une fin de vie moins violente : elles perdent peu peu la majeure partie de leur masse, qui forme par la suite une nbuleuse plantaire, et voient leur coeur se contracter lentement pour former une naine blanche.

Types d'toiles

Les astronomes classent les toiles en utilisant la temprature effective et la luminosit. Cette classification deux paramtres permet de dfinir des types spectraux (luminosit) variant de VI I, les naines tant classes V. Le Soleil est de classe V. Parmi ces classes on distingue diffrentes catgories lies la temprature de surface. Si la plupart des toiles se placent facilement dans l'une ou l'autre de ces catgories, il faut garder en tte qu'il ne s'agit que de phases temporaires. Au cours de son existence, une toile change de forme et de couleur, et peut passer d'une catgorie une autre.

Phnomnes lis aux toiles

Chaque anne une centaine d'toiles deviennent perceptibles dans le ciel, parfois en des endroits o il ne semblait y avoir auparavant qu'une banale toile, semblable ses congnres. Ceci peut tre d diffrents phnomnes que sont les novae, supernovae et hypernovae.