Astronomie, Univers, Planètes et Satellites du Système Solaire, Pratique de l'Astro, Astrophotographie, Théories Scientifiques 

  • Et si le soleil etait plus lumineux par le passé ?

  • Les étoiles et les constellations
Les étoiles et les constellations
 #10171    par cosmos0
 jeudi 28 octobre 2010 à 21:42
Il se trouve que la radiation emmise par le soleil est proche du spectre emmis par un corps noir a 5'800 K (http://en.wikipedia.org/wiki/File:Solar_Spectrum.png). Etant donne la loi de Planck pour un corps noir (http://en.wikipedia.org/wiki/Planck's_law), le pic de radiation est deplace vers les UV pour une augmentation de la temperature de surface, et deplace vers les infrarouges pour une diminution de la temperature de surface. Qui de plus l'intensite de la radiation emmise augmente avec la temperature de surface sur tout le spectre. Les observations suivantes ont ete etablies concernant l'evolution des galaxies et des etoiles:
(1) En general, les etoiles sur la sequence principale du diagramme de Hertzsprung-Russell evolvent du bleu vers le rouge en viellissant.
(2) Les galaxies lointaines tendent a etre intrinsequement plus bleue que les galaxies proches (Butcher and Oemler, 1978, 1984)
(3) En se basant sur la mesure des UV pour les etoiles T-Tauri, les mesures indiquent que les jeunes etoiles emettent bien plus d'UV que le soleil actuel(Canuto et al., 1982)
Toute ces observations suggerent qu'il y a un refroidissement de la surface des etoiles lorsque celle-ci vieillissent, et par consequent le montant total d'energie electromagnetique des radiations emmises diminue aussi.

Selon les modeles actuels d'evolution solaire, quand le soleil consomme en premier l'hydrogene dans son coeur, puis vers des couches plus a l'exterieur du noyau. En laissant de cote les theories sur l'evolution de l'activite de surface du soleil (i.e. evolution du champ magnetique), une explication plausible de la baisse de temperature de surface des etoiles avec l'age est que des pressions plus basses dans les couches externes au noyau du soleil rendent la reaction de fusion de l'hydrogene moins efficace cinetiquement parlan ce qui n'a pas ete pris en compte dans les modeles actuel d'evolution du soleil. Or il se trouve que les petites etoiles consomment leur reserves beaucoup plus lentement que les grandes etoiles (http://spiff.rit.edu/classes/phys230/le ... anneb.html). Ceci corrobore l'hypothese que la pression joue un role important dans la cinetique de la fusion de l'hydrogene.
Dernière modification par MIMATA le jeudi 28 octobre 2010 à 22:35, modifié 1 fois. Raison : Fusion de 2 messages successifs. Utilisez la fonction "Editer" pour modifier un message.
 #10177    par Stalker
 vendredi 29 octobre 2010 à 17:21
Ce sont des données brutes, non détaillées.

1- Les étoiles de la séquence principale évoluent du bleu vers le rouge avec le temps, c'est vrai, mais ça ne reflète pas l'énergie qu'elles émettent au total, mais leur température de surface, donc l'énergie émise par unité de surface. en gros, lorsque la zone de fusion de l'hydrogène monte, l'énergie émise par l'étoile augmente... et le rayon de l'étoile augmente aussi, ce qui fait que l'étoile est plus froide en surface, mais émet plus d'énergie au total.

2-Les galaxies lointaines sont plus bleues que les galaxies proches, mais pourquoi donc? Regarde bien ce que sont les étoiles bleues et blanches sur la séquence principale, ce sont des étoiles de deux masses solaires ou plus. Elles vivent un milliard d'années seulement... Ou moins. Les galaxies lointaines, et donc jeunes, sont pleines de gaz et de poussières, ce qui est propice à la naissance des étoiles. Les galaxies proches (vielles) sont pauvres en ces élements, il n'y a donc que des étoiles âgées (rouges) et des étoiles de faible masse (rouges à jaune), les étoiles bleues sont plus rares, et les galaxies sont donc plus rouges dans l'ensemble.

3-Si les jeunes étoiles émettent plus d'énergie que le Soleil, c'est pour une raison simple: elles puisent leur énergie non pas dans la fusion nucléaire, mais dans l'effondrement gravitationnel de la matière qui les constituent. Cette source d'énergie est incroyablement puissante, mais éphémère. Une fois les conditions requises à l'allumage du cœur de l'étoile, l'effondrement s'arrête pour toujours. Cette époque est bien antérieure au grand bombardement tardif, bien antérieure à la formation de la Lune, peut être antérieur même à la formation de la Terre. Ça c'est passé lorsque le soleil était en train d'aspirer son disque d'accrétion.

Jusqu'à preuve du contraire, une fois les planètes formées, les étoiles produisent de plus en plus d'énergie avec le temps, quoi qu'en dise leur température de surface.

D'ailleurs, certaines géantes rouges sont incroyablement froides... mais leur diamètre peut aller jusqu'à l'orbite de Saturne par comparaison. L'énergie rayonnée au total est aussi incroyablement grande.
 #10182    par cosmos0
 samedi 30 octobre 2010 à 11:23
En effet j'en conviens avec les analyses ci-dessus. En effet quand une etoile massive vieillit sa luminosité ne baisse pas proportionnellement a la baisse de température de surface (i.e. l'augmentation du volume de l'étoile compense la baisse de radiation par unité de surface). La question est de savoir si l'effet net produit:
(1) une augmentation de la luminosité totale émise
(2) une luminosité plus ou moins constante
(3) une baisse progressive de la luminosité émise

Ce qui m'interpelle c'est le diagramme HR du cluster M67 et NGC188: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Open_ ... m_ages.gif

D'après le diagramme, le cluster M67 est sensiblement plus jeune que NGC188. En regardant l'évolution des étoiles les plus massives entre ces deux clusters, on observe deux choses:
(1) un décalage vers des températures de surface plus basses
(2) un décalage vers une luminosité plus basse sur l'échelle des magnitudes absolues.
 #10189    par cosmos0
 samedi 30 octobre 2010 à 18:29
Une autre alternative pour expliquer la baisse de luminosite des galaxies avec le temps, c'est qu'il y avait bcp plus d'etoiles massives par le passe et qu'elles auraient brule en premier. Mais alors les temperatures isotopiques des silex n'auraient plus bcp de sense, et ca n'explique pas le flux d'UV plus eleve qui est emis par les etoiles jeunes comparee au soleil.

On suppose aussi que la temperature de surface de mars etait plus elevee par le passe du aux vallees que l'on suppose ont ete causees par l'eau. Des etudes essayent d'expliquer cette augmentation de temperature dans le passe par la perte de masse du soleil du au vent solaire. Toutefois peut on se baser sur mesures du flux de particules du vent solaire effectuees a proximite de la terre, sachant qu'il y a de fort champs magnetiques sur le soleil. Par analogie aux aurores boreales sur terre, si le champ magnetique du soleil est oriente dans la direction de son axe de rotation, on devrait s'attendre a mesurer un flux bcp plus eleve dans son axe de rotation que dans le plan de son equateur...
 #10231    par Stalker
 jeudi 4 novembre 2010 à 10:49
La magnitude croit à l'opposé de la luminosité, c'est à dire que les étoiles de NGC 188 sont plus lumineuses que celles de M67.

La flèche de la température est inversée, NGC 188 est donc plus froide que M67.

Si en effet NGC 188 est plus vieux que M67, alors tout va dans le sens de ce que j'ai dit.

En ce qui concerne la perte de matière par le Soleil, la sonde Ulysse a survolé plusieurs fois les pôles solaires, si il perdait beaucoup plus par les pôles... on le saurait.
 #10233    par cosmos0
 vendredi 5 novembre 2010 à 19:03
Voici un autre HR diagram: http://spiff.rit.edu/classes/phys230/le ... sters.html

Le dernier diagramme montre les Pleiades et M53. M53 est plus vieux que les Pleiades. Les temperatures de surface representees par l indice B-V baissent ainsi que les luminosites..

la datation de M52 est 12 milliards d annees: http://astrotheor3.astro.ulg.ac.be/scuf ... 200307.pdf

L age des Pleiades est d environ 100 millions d annees: http://www.pleiade.org/pleiades_03.html

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