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Terme du glossaire : Étoile supergéante

Description : Les supergéantes sont les étoiles les plus grosses et les plus lumineuses. Elles peuvent être plusieurs centaines de fois plus grandes que le Soleil et plusieurs milliers de fois plus lumineuses. Elles occupent la région supérieure du diagramme de Hertzsprung-Russell avec des magnitudes visuelles absolues comprises entre -3 et -8. La gamme de températures des étoiles supergéantes s'étend d'environ 3 400 kelvins (K) à plus de 20 000 K. Il s'agit soit d'étoiles massives, soit d'étoiles se trouvant dans une phase très avancée de l'évolution stellaire. Les étoiles supergéantes peuvent être identifiées sur la base de leur spectre, avec des raies distinctives sensibles à une forte luminosité et à une faible gravité de surface : ces raies spectrales sont étroites par rapport à la largeur des raies des étoiles plus petites. Les exemples typiques d'étoiles supergéantes sont Bételgeuse dans Orion et les variables céphéides.

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Statut du terme et de sa définition : La définition initiale de ce terme en anglais a été aprouvée par un·e spécialiste de la recherche en astronomie et un·e spécialiste de l’éducation
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Le glossaire multilangue de l'OAE est un projet du Bureau de l'IAU de l'Astronomie pour l'Education (OAE) en collaboration avec le Bureau de l'IAU de diffusion de l'Astronomie (OAO). Les termes et définitions ont été choisis, écrits et relues grâce à un effort collectif de l'OAE, les Centres et les Noeuds de l'OAE, les Coordinateurs Nationaux de l'Astronomie pour l'Education de l'OAE(NAECs) et d'autres volontaires. La liste complète des crédits pour ce projet est disponible ici . Tous les termes du glossaire et leur définition sont déposés sous licence Creative Commons CC BY-4.0 et doivent être créditées au nom de "IAU OAE".

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The nearby red supergiant Betelgeuse, seen as orange blob showing a non-symmetric shape with a bright spot to the upper left

The red supergiant Betelgeuse

Légende : The image shows Betelgeuse, a red supergiant in the constellation Orion, observed by the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). ALMA consists of many antennae spread across a plain in Northern Chile. The observations from all of these receivers is synthesised together by a central computer to form an image. The wide distances between the antennae mean that is can resolve very fine details. Most stars we observe are just seen as points of light, but Betelgeuse is so large (with a radius about 1,400 times larger than the Sun) and is sufficiently nearby that it is one of the few stars to have been resolved to show it as an extended object. Betelgeuse is a massive star, more than 14 times the mass of the Sun and is relatively young for a star (less than 14 million years old). However, its high mass led to it having a very hot core which burned through its hydrogen fuel quickly. It has since evolved through many stages and now appears as a red supergiant, it's final stage before exploding as a supernova. When such an explosion will happen is not known for certain, but it could be in around 100,000 years. Such an explosion would be visible from Earth, even during the day.
Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella Lien vers les crédits

License: CC-BY-4.0 Creative Commons (CC) Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Icônes

Diagrammes associés


Une ligne d'étoiles va des étoiles faibles et froides aux étoiles chaudes et brillantes. Certaines étoiles se trouvent au-dessus ou en-dessous

Diagramme de Hertzsprung-Russell

Légende : Ce diagramme montre la température et la luminosité de différentes étoiles. La taille de chaque point représente le rayon de l'étoile et sa couleur est celle que l'œil humain verrait. La couleur des étoiles varie d'un bleu pâle à un orange rougeâtre. Aucune étoile n'a une couleur pure comme le rouge, le vert ou le bleu, car les spectres des étoiles contiennent de la lumière de nombreuses couleurs différentes. Toutefois, les étoiles les plus rouges sont communément appelées "rouges" et les étoiles les plus bleues "bleues". L'échantillon d'étoiles utilisé pour réaliser ce diagramme a été choisi pour présenter un large éventail d'étoiles de différents types. Le nombre relatif de chaque type d'étoile n'est donc pas représentatif de la fréquence de chaque type. Du haut à gauche au bas à droite, on observe une longue ligne d'étoiles brûlant de l'hydrogène dans leur cœur. C'est ce qu'on appelle la séquence principale. Sur cette ligne, on trouve les étoiles Mintaka, Achernar, Sirius A, le Soleil et Proxima du Centaure. En bas à droite de cette ligne se trouvent Teide 1 et Kelu-1 A. Ces deux objets sont des naines brunes, des objets de masse trop faible pour avoir des noyaux suffisamment chauds pour fusionner l'hydrogène pendant une période de temps prolongée. Le nom de naine brune n'est pas lié à leur couleur. Au-dessus de la séquence principale, on trouve les sous-géantes, les géantes et les supergéantes. Il s'agit d'étoiles qui ont fini de brûler de l'hydrogène dans leur cœur et qui ont évolué pour devenir des objets plus gros. La luminosité d'une étoile dépend de sa température et de sa taille. Ainsi, les étoiles géantes sont plus lumineuses que les étoiles ayant un rayon plus petit mais ont la même température. Avec le temps, ces objets atteindront la fin de leur vie et passeront par une phase de nébuleuse planétaire ou deviendront des supernovae. Les étoiles qui terminent leur vie par une phase de nébuleuse planétaire deviennent un type de vestige stellaire appelé naine blanche. Ces objets sont beaucoup plus petits que les étoiles de même température et sont donc moins lumineux ; on les trouve bien en dessous de la séquence principale. Les étoiles qui terminent leur vie en supernovae deviennent soit des trous noirs, soit des étoiles à neutrons. Elles ne sont pas représentées sur ce graphique.
Crédit : AIU OAE/Niall Deacon

License: CC-BY-4.0 Creative Commons (CC) Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Icônes


A diagram showing the evolutionary stages of five mass ranges of stars.

Stellar Evolution

Légende : This diagram shows the life cycle of stars of different masses. The mass of the different types of star increases from bottom to top with time going from left to right. The life cycle of a star depends on its mass, with lower mass stars have longer lifetimes. All stars form from clouds of gas that collapse under their own gravity. As the star collapses, its core becomes hotter and denser. If the star has a mass greater than 0.08 solar masses (0.08 times the mass of the Sun), the pressure of the star’s mass pushing down on its core creates a high enough core temperature for hydrogen fusion to ignite. This burns hydrogen into helium in the star’s core, providing a heat source to power the star and to stop its core from collapsing further. If the collapsing object has a mass below 0.08 solar masses then it does not ignite hydrogen fusion in its core. It continues to cool and slowly contract. Such substellar objects are known as brown dwarfs, shown here in the lowest row. After stars have formed, they burn hydrogen in their cores and begin their so-called main sequence phase. The most massive stars (>25 solar masses, shown here at the top) have very high core temperatures and thus burn through their hydrogen fuel more quickly. This means they may only spend a few million years on the main sequence burning hydrogen in their cores. Once the hydrogen in the core is exhausted the star’s core contracts, becomes hotter and helium burning starts in the core. While the core contracts, the outer layers of the star expand and it becomes a supergiant. For the most massive stars strong stellar winds strip off the cooler outer layers, leading to the star being very large and very hot, a blue supergiant. Once helium is exhausted in the core, carbon is burned, and then heavier elements. Eventually the star ends with an iron core. Fusing iron into heavier elements does not generate energy so at this point fusion stops in the core. Once this core of iron is massive enough, it and the surrounding matter suddenly collapses to form a black hole and the outer layers are flung off in a supernova explosion. Slightly lower mass stars (between 8 and 25 solar masses, seen here second top) evolve in a similar way although they do not have strong enough winds to push their outer layers away and become blue supergiants, instead it evolves into a red supergiant. While such stars also collapse and create supernova explosions. The remnant of the star’s core is not massive enough to collapse into a black hole. Instead, its electrons and protons combine to form neutrons and it is supported by a quantum mechanical effect called neutron degeneracy pressure. This results in the remnant of the star being a tiny neutron star, several solar masses in mass but only a few kilometres across. For stars similar in mass to the Sun (between 0.4 and 8 solar masses, seen here in the middle row), the star burns hydrogen in its core until the hydrogen in its core is exhausted. At this point a hydrogen burning shell forms around the core. Eventually the core will become hot enough to burn helium into carbon and oxygen. After this the star is left with a carbon and oxygen core surrounded by shells burning helium and hydrogen. These shells are unstable producing thermal pulsations that convulse the star. Eventually these pulsations become so extreme that the star’s outer layers are thrown off. This leaves the carbon and oxygen core as a white dwarf supported by electron degeneracy pressure. The outer layers of the star form what is known as a planetary nebula (which doesn’t actually have anything to do with planets despite the name). The lowest mass stars (seen here in the second bottom row) are so low in mass that their evolutionary timescales are much longer than the age of the universe. This means that none have evolved beyond the main-sequence. Low mass stars are fully convective meaning material in the core is constantly being mixed with material above. This means that all the hydrogen in the star would eventually be burned in the core, but this will take trillions of years.
Crédit : Danielle Futselaar/IAU OAE

License: CC-BY-4.0 Creative Commons (CC) Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Icônes

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