Les couleurs des étoiles, expliquées

Du rouge pâle au bleu brillant, les couleurs stellaires couvrent tout le spectre et révèlent à quel point chaque étoile apporte de la chaleur.

Je n'ai pas vraiment de période de l'année préférée pour observer les étoiles ; chaque saison apporte au ciel ses propres charmes uniques. Mais l’été a quelque chose de spécial, lorsque le temps est plus doux et que la Voie lactée s’étend au-dessus de nos têtes, transportant une brillante panoplie d’étoiles.

Et j'ai des favoris stellaires, que je recherche toujours en premier après être sorti : Vega, en haut de la constellation de la Lyre, Arcturus à Boötes et Antares en Scorpius, pour n'en nommer que quelques-uns.

Pourquoi ceux-ci ? D’une part, elles font partie des étoiles les plus brillantes du ciel et elles me permettent de m’orienter plus facilement vers le ciel au-dessus de ma tête. Mais – et ce n’est pas sans rapport – ils brillent également avec des teintes brillantes de bleu, orange et rouge, respectivement. Seule une poignée d’étoiles présentent une couleur quelconque, et la grande majorité sont simplement blanches. En regardant l'hôte étoilé, vous vous demandez peut-être : pourquoi certains sont-ils si colorés, alors que d'autres ne le sont pas ?

J'aime citer William Shakespeare dans des moments comme ceux-ci ; Dans sa pièce Jules César, César dit : « Les cieux sont peints d'innombrables étincelles, ils sont tous en feu et chacun brille. » Le barde estimé avait raison : il s’avère que la couleur d’une étoile dépend principalement de la chaleur de son « feu », bien qu’elle obtienne cette chaleur par fusion thermonucléaire dans son noyau et non en brûlant quoi que ce soit.

Il y a des millénaires, les astronomes remarquaient les couleurs des étoiles, et depuis au moins l'âge du fer, il n'a pas été très difficile d'associer ces couleurs aux températures. Prenez une barre de fer et mettez-la dans une forge. Après quelques minutes, la barre deviendra suffisamment chaude pour briller en rouge. Au fur et à mesure que sa température augmente, il deviendra ensuite orange, puis jaune, puis chauffé à blanc (à ce stade, le fer fond, mettant fin à son aide visuelle). Les étoiles, supposaient certains astronomes anciens, se comportaient de la même manière (mais peut-être sans la fusion).

Et les étoiles brillent de cette façon, même si la réalité, comme toujours, est incroyablement plus compliquée que ce que quiconque aurait osé rêver à l’époque. Au XIXe siècle, les astronomes ont commencé à étudier le spectre des étoiles. Ils ont équipé les télescopes de prismes ou de réseaux (plaques de verre plates gravées de lignes très fines) pour diviser la lumière des étoiles entrantes en gammes de couleurs très étroites, comme un arc-en-ciel finement disséqué. La représentation graphique de la luminosité du spectre d'une étoile a rendu la mesure des couleurs beaucoup plus précise que ce qui peut être fait à l'œil nu.

Les astronomes ont tenté de classer les étoiles en fonction de la forme et de la structure de ces graphiques spectraux stellaires, mais cela s’est avéré incroyablement difficile. Finalement, les travaux d'astronomes tels qu'Annie Jump Cannon ont simplifié le schéma, ce qui a permis à d'autres de réaliser que ces caractéristiques étaient en grande partie causées par la température d'une étoile. Ces mêmes caractéristiques ont conduit l’astronome Cecilia Payne-Gaposchkin à déterminer que les étoiles étaient en grande partie constituées d’hydrogène et d’hélium. Cette immense découverte a jeté les bases de l’astronomie stellaire moderne.

C'est aussi pourquoi notre système de classification moderne, détesté par les étudiants de toute la planète qui sont obligés de le mémoriser, répertorie les étoiles des plus chaudes aux plus froides via les lettres O, B, A, F, G, K, M, L, T et Y. (Le système alphabétique initial a été découpé en morceaux et réorganisé, et a depuis reçu d'autres modifications. Les astronomes ont ajouté les trois dernières lettres pour désigner des étoiles si froides et si faibles que nous n'avons que très récemment acquis la capacité de les découvrir.)

Ah, mais où en étais-je ? Revenons à mes favoris estivaux de Vega, Arcturus et Antares. Vega est donc une étoile de type A blanc bleuâtre, Arcturus est une étoile K orange et Antares est une étoile de type M rouge. Au fil des décennies, les astronomes ont modifié ce système de classification pour inclure beaucoup plus d'informations. Son idée fondamentale est cependant restée intacte : les étoiles sont toutes chaudes, mais leurs différentes températures leur donnent des couleurs différentes.

À quel point est-il « chaud » ? Les étoiles M sont les plus froides : entre 2 100 et 3 400 degrés Celsius. Les étoiles K vont d'environ 3 400 à 4 900 degrés C, et les étoiles G (une classe qui inclut notamment notre Soleil) ont une température de 4 900 à 5 700 degrés C. Les étoiles peuvent devenir encore plus chaudes : les étoiles massives et extrêmement chaudes de type O, les étoiles les plus chaudes. , peut faire plus de 100 000 degrés C !