Le Diagramme de HERTZSPRUNG-RUSSELL

 

 

Le Diagramme de HERTZSPRUNG-RUSSELL

 

En classant les étoiles d'un même type spectral, Ejnar Hertzsprung (1873/1967) découvre en 1905, indépendamment de Henry Norris Russell (1877/1957), qu'il existe une relation entre la luminosité et la température des étoiles. Le diagramme auquel il aboutit, perfectionné par Russel en 1913, est connu sous le nom de Diagramme de Hertzsprung-Russell ou Diagramme HR, et joue encore de nos jours un rôle fondamental en astrophysique stellaire.

 

En ordonnée : les magnitudes visuelles absolues et les luminosités (la luminosité du Soleil étant prise pour base).

En abscisse : les types spectraux et les températures correspondant aux indices de couleur.

 

Le Diagramme HR montre le stade d'évolution d'une étoile en fonction de son spectre et de sa luminosité intrinsèque.

 

Les étoiles, classées selon le Diagramme HR, se répartissent en quatre branches principales :

 

 

Les Supergéantes,

extrêmement lumineuses, de grand rayon et de très faible densité

 

Les Géantes,

environ 100 fois plus lumineuses que le Soleil, et également 100 fois plus grosses 

 

La Séquence principale,

comprenant des étoiles qui, à l'exemple du Soleil, tirent leur énergie de la fusion d'hydrogène en hélium 

 

Les Naines blanches,

Etoiles de température superficielle relativement élevée et de luminosité très faible

 

 

 

Définitions

 

Luminosité

Eclat intrinsèque total d'une étoile ou d'une galaxie.

 

Magnitude

Nombre qui caractérise l'éclat apparent (magnitude apparente) ou la luminosité intrinsèque (magnitude absolue) d'un astre.

 

Magnitude apparente

Magnitude d'une étoile ou de tout autre objet céleste tel qu'il apparaît vu de la Terre.

 

En 1856, Norman Pogson (1829-1891) établit la relation définissant la magnitude apparente (m) d'un astre d'éclat (E) par la formule : m = 2,512 log E+ k

où k est une constante arbitraire.

La différence de magnitude entre deux astres est donnée par la relation :

m - m0 = 2,512 log (E/E0)

Plus le chiffre est élevé, moins l'astre est brillant.

 

Pour l'exemple : Arcturus de magnitude 0 est plus brillante que l'Etoile Polaire de magnitude +2,1, mais l'est beaucoup moins que le Soleil de magnitude -26.

Entre deux magnitudes, l'écart de brillance est de 2,5. Une étoile de magnitude 5 est 2,5 fois plus brillante qu'une étoile de magnitude 6

 

Magnitude absolue

Magnitude d'une étoile telle qu'elle apparaîtrait à une distance de 10 parsecs.

 

Parsec

Unité de distance (symbole : pc) correspondant à la distance d'un astre dont la parallaxe annuelle serait de 1 seconde d'arc.

 

Le parsec est l'équivalent de 3,261 631 années-lumière, soit 206 264,8 Unités Astronomiques, ou 30 856,775 milliards de km.

 

Note : Le nom parsec provient de la contraction de par[allaxe] et de sec[onde].

  

Distance

La détermination des magnitudes absolue (M) et apparente (m) d'une étoile permet d'estimer sa distance (d) en parsecs, selon la relation :

M - m = 5 log d - 5

 

 

Rubriques associées

 

Magnitude et Couleur des Etoiles

 

Evolution des Etoiles (à venir)

 

Le SOLEIL

 

Les 25 étoiles les plus brillantes du ciel

 

La couleur d'une étoile, déterminée par analyse spectrale, est un indice de sa température de surface. Les étoiles blanches ou d'un blanc bleuté sont les plus chaudes. Les étoiles rouges sont les plus froides, tandis que les étoiles jaunes sont de température moyenne.

 

Les différents Types Spectraux des Etoiles

Types

Couleurs

Températures de Surface

Exemples

chaudes

O

violet-blanc

30.000 K et plus

Lambda Orionis

B

bleu-blanc

12.000 à 30.000 K

Rigel

moyennes

A

blanc

8.000 à 12.000 K

Sirius

F

jaune-blanc

6.000 à 8.000 K

Procyon

G

blanc plus jaune

5.000 à 6.000 K

Soleil

froides

K

orange

3.000 à 5.000 K

Arcturus

M

rouge

inférieur à 3.000 K

Antarès

 

Les températures sont exprimées en Kelvin (K), unité de mesure de température utilisée dans le système international d'unités (système S.I.). La température du point triple de l'eau (0,01° C) sert de référence, et vaut 273,16 K. Le zéro absolu (0 K) équivaut à -273.16° Celsius.

 

Chaque classe spectrale est divisée en 10 autres subdivisions plus précises numérotées de 0 à 9.

 

Classe Spectrale de quelques Etoiles célèbres

Nom

Magnitude apparente

Magnitude absolue

Type spectral

Spica

1

-3,5

B1

Régulus

1,4

-0,6

B8

Rigel

0,1

-7,1

B8

Véga

0

0,6

A0

Castor

1,6

1,2

A0

Sirius A

-1,4

1,4

A1

Deneb

1,3

-7

A2

Altaïr

0,8

2,2

A7

Canopus

-0,7

-3,3

F0

Procyon A

0

3

F5

Etoile polaire

2

-4,6

F8

Soleil

-27

5

G2

Capella

0,1

0,3

G8

Arcturus

-0,1

-0,3

K2

Aldébaran

0,9

-0,3

K5

Antarès

1

-4,5

M1

Bételgeuse

0,8

-5,5

M2

Etoile de Barnard

10

13

M4

Proxima du Centaure

11

15,5

M5

 

 

 

Documentations :

Dictionnaire de l'Astronomie (Philippe de La Cotardière) - Ed. Larousse/Références

Atlas d'Astronomie - Ed. Stock

Le Grand Livre du Ciel - Ed. Bordas

L'Astronomie pour les Nuls - First Editions

 

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Contact : Gilbert Javaux