Top 10 des stars qui vont vous épater

Personne ne peut s'empêcher de regarder toutes les étoiles qui ornent nos cieux et se demande: «Qu'est-ce qui se passe là-bas?» Il est naturel de rêver de ce qui est tellement hors de notre portée. Peut-être que dans un système solaire éloigné du nôtre, il y a une autre espèce qui regarde vers le soleil, un simple point de lumière de son point de vue, et qui se demande quels mystères il contient.

Malgré tous nos efforts, nous ne comprendrons jamais tout ce qu'il y a à savoir sur la cosmologie, mais cela ne nous empêche pas d'essayer. Du connu à l’hypothétique, cette liste décrira dix types d’étoiles fascinantes.

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Hypergeant




Un type d'étoile plutôt ennuyeux par rapport au reste de cette liste, je ne pouvais pas résister à l'inclusion des hypergiants pour leur seule taille. Il est difficile pour nous d’imaginer à quel point ces monstres sont gigantesques, mais la plus grande étoile connue à ce jour, NML Cygni, a un rayon de 1 650 fois celui de notre soleil, soit 7,67 UA. À titre de comparaison, l'orbite de Jupiter se trouve à 5,23 UA de notre soleil et Saturne à 9,53 AU. En raison de leur taille énorme, la plupart des hypergeants ne vivent que moins de quelques dizaines de millions d'années, avant de devenir supernova. L’hypergéante Bételgeuse, qui fait partie de la constellation d’Orion, devrait devenir supernova dans les prochains centaines de milliers d’années. Quand cela se produira, il dépassera la lune pendant plus d'un an et sera visible pendant la journée.

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Etoile d'hypervélocité




Contrairement à toutes les autres entrées de cette liste, les étoiles hypervélocités sont par ailleurs des étoiles normales, sans caractéristiques intéressantes ou distinctives, outre le fait qu'elles traversent l'espace à une vitesse folle. Avec une vitesse supérieure à un ou deux millions de miles par heure, les étoiles hypervélocités sont le résultat d'étoiles trop errantes du centre de la galaxie - qui les éjectent à très grande vitesse. Toutes les étoiles de l'hypervélocité connues dans notre galaxie voyagent deux fois plus vite que la vitesse de sortie et sont donc destinées à sortir de la galaxie toutes ensemble et à dériver dans l'obscurité pour le reste de leur vie.

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Céphéides

Les céphéides - ou étoiles variables de céphéides - désignent les étoiles dont la masse est généralement comprise entre 5 et 20 fois celle de notre étoile, qui grossit de plus en plus petit à intervalles réguliers, lui donnant l’apparence d’une pulsation. Les céphéides se développent en raison de la pression incroyablement élevée ressentie au sein de leur noyau dense, mais une fois qu'elles ont grossi, la pression chute et elles se contractent à nouveau. Ce cycle de croissance et de contraction se poursuit jusqu'à ce que l'étoile atteigne la fin de sa vie.

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Nain noir




Si une étoile est trop petite pour devenir une étoile à neutrons ou tout simplement pour exploser en supernova, elle finira par évoluer en un nain blanc - une étoile extrêmement dense et terne qui a épuisé tout son combustible et ne subit plus de fission nucléaire en son centre. . Souvent pas plus grands que la Terre, les nains blancs se refroidissent lentement par émission de radiations électromagnétiques. Pendant des périodes ridiculement longues, les nains blancs finissent par suffisamment refroidir pour cesser d'émettre de la lumière et de la chaleur, devenant ainsi ce que l'on appelle un nain noir, presque invisible pour l'observateur. Le nain noir marque la fin de l'évolution stellaire de nombreuses étoiles. On croit qu'aucun nain noir n'existe actuellement dans l'univers, car il leur a fallu beaucoup de temps pour se former. Notre soleil dégénérera en environ 14,5 milliards d'années.

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Étoiles Shell




Lorsque la plupart des gens pensent aux étoiles, ils pensent à d’énormes sphères grésillantes flottant dans l’espace. En fait, en raison de la force centrifuge, la plupart des étoiles sont légèrement obliques - ou aplaties à leurs pôles. Pour la plupart des étoiles, cet aplatissement est suffisamment petit pour être négligeable - mais dans une certaine proportion d'étoiles, qui tournent à des vitesses féroces, cet aplatissement est si extrême qu'il donne la forme d'un ballon de rugby. Avec leurs vitesses de rotation élevées, ces étoiles vont également rejeter d'énormes quantités de matière autour de leur équateur, créant ainsi une "coquille" de gaz autour de l'étoile, formant ainsi ce que l'on appelle une "étoile à coque". Dans l'image ci-dessus, la masse blanche légèrement translucide qui entoure l'étoile oblate, Alpha Eridan (Achernar), est la "coquille".





5

Neutron Star

Une fois qu'une étoile est passée en supernova, il ne reste généralement qu'une étoile à neutrons. Les étoiles à neutrons sont des boules extrêmement petites et extrêmement denses - vous l'aurez deviné - des neutrons. Plusieurs fois plus denses que le noyau d'un atome et d'une taille inférieure à une douzaine de kilomètres de diamètre, les étoiles à neutrons sont un produit vraiment remarquable de la physique.

En raison de l'extrême densité des étoiles à neutrons, tous les atomes qui entrent en contact avec leur surface sont déchirés presque instantanément. Toutes les particules subatomiques non neutroniques sont déchirées en leurs quarks constitutifs avant d'être «réarrangées» en neutrons. Ce processus libère une énorme quantité d'énergie, à tel point qu'une collision entre une étoile à neutrons et un astéroïde de taille moyenne déclencherait un sursaut gamma produisant plus d'énergie que notre soleil n'en produira au cours de sa vie. Rien que pour cette raison, toutes les étoiles à neutrons situées à proximité immédiate de notre système solaire (dans un rayon de quelques centaines d'années-lumière) présentent une menace très réelle de faire exploser la terre avec un rayonnement létal.

4

Star de l'énergie sombre

En raison des nombreux problèmes liés à notre compréhension actuelle des trous noirs, en particulier en ce qui concerne la mécanique quantique, de nombreuses théories alternatives ont été avancées pour expliquer nos observations.

L’une d’entre elles est l’idée d’une étoile d’énergie sombre. On suppose que, lorsqu'une grande étoile s'effondre, elle ne se transforme pas en trou noir, mais plutôt l'espace-temps qui s'y trouve se transforme en énergie noire.En raison de la mécanique quantique, cette étoile aura une propriété assez unique: en dehors de son horizon des événements, elle attirera toute la matière, tandis qu'à l'intérieur, au-delà de son horizon des événements, elle repoussera toute la matière, car l'énergie sombre a une gravité «négative». , qui repousse tout ce qui s'en approche, un peu comme les pôles identiques d'un aimant se rejettent.

En plus de cela, la théorie prédit qu'une fois qu'un électron passe l'horizon des événements d'une étoile d'énergie sombre, il sera converti en positron - également appelé anti-électron - et éjecté. Lorsque cette antiparticule entre en collision avec un électron normal, ils s'annulent et libèrent une petite rafale d'énergie. On pense que cela expliquerait, à grande échelle, l'énorme quantité de radiations émises par le centre des galaxies - où un trou noir supermassif existe autrement.

Pour la plupart, il est plus facile de penser à une étoile à énergie noire comme à un trou noir qui éjecte la matière et qui n’a pas de singularité.

3

Étoile de fer




Les étoiles créent des éléments plus lourds via la fusion nucléaire - le processus par lequel des éléments plus légers sont fusionnés pour en faire des éléments plus lourds, libérant ensuite de l'énergie. Plus l'élément est lourd, moins d'énergie est libérée quand ils sont fusionnés. Le chemin typique emprunté par les étoiles est la fusion de l'hydrogène en hélium, puis de l'hélium en carbone, de l'oxygène en oxygène, de l'oxygène en néon, du néon en silicium et enfin, en dernier lieu, du silicium en fer. La fusion du fer nécessite plus d'énergie que celle qui est libérée, c'est donc la dernière étape de toute réaction de fusion nucléaire stable. La majorité des étoiles meurent avant d'atteindre le point où elles commencent à fusionner du carbone, mais celles qui y parviennent, ou plus loin, se retrouvent généralement dans une supernova peu de temps après.

Une étoile de fer est une étoile composée uniquement de fer mais qui, paradoxalement, dégage encore de l'énergie. Comment? Par tunnel quantique. Le tunneling quantique fait référence au phénomène par lequel une particule traverse une barrière qu’elle ne pourrait pas traverser autrement. Pour prendre un exemple: si je lançais une balle contre un mur, celle-ci heurterait normalement le mur et rebondirait. Mais selon la mécanique quantique, il y a une petite chance que la balle puisse passer à travers le mur et toucher la personne sans méfiance de l'autre côté.

C'est un tunnel quantique. Bien sûr, la probabilité que cela se produise est infinitésimale, mais au niveau atomique, cela se produit assez fréquemment, en particulier dans les objets énormes tels que les étoiles. Normalement, une grande quantité d'énergie est nécessaire pour fondre le fer, car il possède une sorte de barrière qui résiste à la fusion, ce qui signifie qu'il nécessite plus d'énergie qu'il n'en libère. Avec le tunneling quantique, cependant, le fer peut fusionner sans aucune énergie. Une façon de comprendre cela consiste à imaginer deux balles de golf qui roulent lentement l'une vers l'autre et se fondent spontanément lorsqu'elles se heurtent. Habituellement, cette fusion nécessiterait une énorme quantité d'énergie, mais le tunneling quantique lui permet de se produire avec pratiquement aucune.

La fusion du fer par tunnel quantique étant extrêmement rare, une étoile de fer aurait besoin d'une masse extrêmement élevée pour pouvoir subir une réaction de fusion durable. Pour cette raison - et parce que le fer est relativement rare dans l'univers -, on pense qu'il faudra un peu moins de 1 Quingentillion (1 suivi de 1503 zéros) avant que les premières étoiles de fer n'apparaissent.

2

Quasi-étoile

"Scintille, scintille quasi-étoile
Le plus grand puzzle de loin
Comment contrairement aux autres
Plus lumineux qu'un milliard de soleils
Scintillement, scintillement, quasi-étoile
Comment je me demande ce que vous êtes."

- George Gamow, «Quasar» 1964. Les hypergiants - la plus grande des étoiles - s’effondrent dans des trous noirs d’environ dix fois la masse de notre soleil. La question est donc évidente: qu'est-ce qui pourrait causer les trous noirs super massifs, situés au centre des galaxies, avec des masses d'un milliard de soleils? Aucune étoile typique ne pourrait être assez grande pour créer un tel monstre! Bien sûr, on pourrait soutenir que ces trous noirs pour bébés pourraient grossir en consommant de la matière - mais contrairement à la croyance populaire, il s’agit d’un processus incroyablement lent. De plus, on pense que la majorité des trous noirs supermassifs se sont formés au cours des premiers milliards d'années de l'univers - ce qui donne à un trou noir conventionnel un temps bien trop court pour devenir les monstres que nous voyons aujourd'hui. Une théorie soutient que les étoiles de la population III de la première génération, plus grosses que les hypergéants d’aujourd’hui et composées uniquement d’hélium et d’hydrogène, se sont rapidement effondrées et ont créé de grands trous noirs, qui ont ensuite fusionné pour devenir des trous noirs supermassifs. Une autre théorie, considérée comme plus probable, suggère que les quasi-étoiles pourraient être à blâmer.

Dans les premiers milliards d'années de l'univers, il y avait de gros nuages ​​d'hélium et d'hydrogène flottant autour. Si la matière contenue dans ces nuages ​​s’effondrait assez rapidement, elle pourrait former une grande étoile avec un petit trou noir au centre - une quasi-étoile, avec la luminosité d’un milliard de soleils. Normalement, ce scénario donnerait lieu à une supernova, ce qui aurait pour effet de projeter la "coquille" de l'étoile et la matière environnante dans l'espace. Mais si le nuage de matière entourant l'étoile est assez grand et suffisamment dense, il résistera à l'explosion et commencera à tomber dans le trou noir. Maintenant nourri par la quantité énorme de matière qui l’entoure, le trou noir deviendra extrêmement grand, très rapidement.

Pour utiliser une analogie: imaginez si vous aviez une petite bombe entourée de carton. Si la bombe explosait, comme une supernova, elle emporterait le carton et le trou noir résultant n’aurait aucune matière à consommer immédiatement. Mais si le carton était en réalité un béton épais, le souffle ne jetterait pas le mur - et le trou noir pourrait le dévorer immédiatement.

1

Étoile de boson




Il y a deux types de choses dans cet univers: les bosons et les fermions. La distinction la plus simple entre les deux est que les fermions sont des particules avec un spin demi-entier, alors que les bosons sont des particules avec un spin entier. Toutes les particules élémentaires et composites, telles que les électrons, les neutrons et les quarks, sont des fermions, tandis que le titre de boson est attribué à toutes les particules porteuses de force, telles que les photons et les gluons. Contrairement aux fermions, deux ou plusieurs bosons peuvent exister dans le même état.

Pour utiliser une analogie compliquée, les fermions sont comme des bâtiments, tandis que les bosons sont comme des fantômes. Vous ne pouvez avoir qu'un seul bâtiment à un endroit donné de l'espace - il est impossible de faire coexister deux bâtiments dans le même espace - mais vous pouvez avoir des milliers de fantômes se tenant au même endroit ou dans le même bâtiment, car ils ' immatériel (les bosons ont une masse, cependant, mais vous avez l’idée). Il n'y a pas de limite au nombre de bosons pouvant occuper le même espace.

Maintenant, toutes les étoiles connues sont composées de fermions, mais si un boson stable existe, avec une masse donnée, alors hypothétiquement, les étoiles du boson pourraient également exister. Gardant à l'esprit que la gravité dépend de la masse, imaginez ce qui se passerait s'il existait un type de particule dans lequel une quantité infinie pourrait coexister au même point de l'espace. Pour utiliser notre exemple fantôme, imaginez s’il y avait un milliard de fantômes, tous avec une petite quantité de masse, debout au même endroit - nous nous retrouverions avec une énorme quantité de masse concentrée en un seul point dans l’espace, ce qui aurait Bien sûr, ont une énorme attraction gravitationnelle. Les étoiles de boson pourraient ainsi posséder une masse infinie à un point infiniment petit dans l’espace. On suppose que l'emplacement le plus probable pour les étoiles boson, si elles existent, est au centre des galaxies.