Demandez à Ethan: Combien d'étoiles visibles dans le ciel existent réellement?

Animation d'une supernova qui a éclaté au XVIIe siècle dans la constellation de Cassiopée

En regardant l'Univers, nous tenons pour acquis que ce que nous voyons existe actuellement. Mais en fait, ce n'est pas entièrement vrai. Il y a eu des retards dans la communication avec les astronautes des missions Apollo, car il a fallu un peu plus de deux secondes à la lumière pour les atteindre et revenir. Les Rovers sur Mars sont obligés d'agir seuls, car les retards de plusieurs minutes sont trop importants pour que les gens changent manuellement la direction de leur mouvement. Et si vous allez au-delà des limites du système solaire, alors les distances aux étoiles seront mesurées en années-lumière, ce qui signifie que lorsque nous voyons un objet éloigné, nous regardons dans le passé. Et comment savons-nous que ce que nous voyons coïncide avec ce qui existe? Un lecteur veut savoir:

Combien d'étoiles que nous observons depuis la Terre existent réellement? Étant donné que la lumière de beaucoup d'entre eux nous est passée des centaines, des milliers et même des millions d'années-lumière, est-il possible que de nombreuses étoiles que nous avons vues aient déjà brûlé ou explosé il y a des centaines ou des milliers d'années, et la lumière de ces événements (ou son absence) ne le fait tout simplement pas réussi à nous joindre?

La réponse dépend beaucoup de la distance à laquelle vous êtes prêt à regarder.


Un tel ciel californien qui, dans des conditions idéales, peut être vu à l'œil nu

À l'œil nu dans des conditions idéales - obscurité totale, pas de pollution lumineuse, nuages, lune, vue complète du ciel entier - une personne peut voir un peu plus de 9000 étoiles. Toutes ces étoiles sont dans notre galaxie, donc aucune d'entre elles n'est située à des millions d'années-lumière de nous. Mais certains sont à des centaines d'années-lumière. Deneb, l'une des étoiles les plus brillantes du ciel (et le sommet du triangle d'été) est à 2600 années-lumière de nous, et l'étoile la plus éloignée qui se distingue par l'œil - V762 Cas - est située à 16000 années-lumière de nous.


Triangle d'été, Deneb est visible à gauche.

Mais la plupart des étoiles visibles ne sont qu'à quelques centaines d'années-lumière de nous, voire moins. Et bien que la mort des étoiles nous semble soudaine, en fait le cycle de vie des étoiles est tel qu'une étoile passe par plusieurs phases importantes sur le chemin de la mort. Plus précisément, l'étoile:

• devrait augmenter jusqu'à la géante rouge et commencer à brûler de l'hélium,
• doit brûler de l'hélium dans le cœur et commencer la synthèse du carbone,
• brûler du carbone et démarrer la synthèse de l'oxygène et des éléments plus lourds, jusqu'à ce que le fer, le nickel et le cobalt soient fabriqués à partir de silicium,
• et seulement lorsque le carburant de synthèse s'épuise dans le noyau, le noyau se contracte fortement et une explosion de supernova se produit.



Seule une petite fraction des étoiles - de l'ordre de plusieurs centaines - est suffisamment massive pour mourir subitement. Les autres déposent des couches externes et se réduisent à une naine blanche pendant des dizaines de milliers d'années.

Mais les étoiles massives sont d'une luminosité disproportionnée, il est donc probable que nous les verrons! Bien que seulement environ 9 000 étoiles puissent être vues à l'œil nu, des dizaines d'étoiles peuvent revendiquer la prochaine supernova dans notre galaxie. Il est très difficile, en regardant une seule étoile, de comprendre à quel stade de la vie elle se situe et à quel moment elle deviendra une supernova. Une étoile comme Eta Kiel ou Betelgeuse pourrait déjà exploser et mettre fin à sa vie - ou elle pourrait continuer à briller pendant des centaines et des milliers d'années, brûlant du carburant. Il n'y a pas de signal comme «elle va exploser maintenant», et dans le cas d'Eta Kiel, une libération récente (libération massive d'une énorme quantité de substance) au 19e siècle pourrait retarder son explosion sous la forme d'une supernova pendant un temps dépassant la durée de l'existence d'une personne.


La nébuleuse de l'Homoncule entourant l'étoile géante Eta Carina, située à 7 000 années-lumière de nous dans notre Voie lactée

En moyenne, une étoile destinée à devenir une supernova reste dans une phase de vie aussi indéfinie et gigantesque, d'un à dix millions d'années. Bien qu'il existe de nombreuses théories sur les signes précédant la transformation d'une étoile en supernova, en fait, la dernière des supernovae que nous avons observées dans notre galaxie a explosé il y a plus de 4000 ans, le plus récent des restes découverts a été découvert il y a plus de 100 ans, et sur l'étoile qui a explosé dans 1987, on en sait très peu dans la galaxie satellite. Il s'agit de la supernova la plus proche observée par l'humanité depuis 1604.


Vestiges d'une supernova de 1987a située dans le Grand Nuage de Magellan à 165 000 années-lumière de nous

Étant donné qu'un candidat typique à la supernova, visible à l'œil nu, se trouve en moyenne à environ 4000 années-lumière de nous, et qu'il y a 25 de ces étoiles dans le ciel entier, il y a une chance de 1% à 10%, ce qui est l'un des visibles il n'y a plus d'étoiles. Pas tellement une possibilité.

Et le processus inverse? Et les étoiles émergentes? Il nous semble qu'il y a une sorte de moment magique où quelque chose commence simplement à effectuer la synthèse des protons dans le noyau et «s'allume», devenant une étoile. En fait, la formation d'une étoile - d'une protoétoile à une véritable étoile authentique de la séquence principale - prend des dizaines de millions d'années.


Le temps qu'il faut pour qu'une protostar devienne une véritable star dépend fortement de sa masse

Nous ne verrons pas de proto-étoiles à l'œil nu, car elles se forment à l'intérieur des nébuleuses: dans des endroits comme la nébuleuse d'Orion ou la nébuleuse de l'Aigle. Ces gigantesques complexes de nuages ​​moléculaires subissent un effondrement gravitationnel et donnent naissance à des milliers de nouvelles étoiles qui se forment sur des millions et des dizaines de millions d'années. Après la vaporisation du gaz, les étoiles deviennent enfin visibles à l'intérieur, dont beaucoup deviennent visibles à l'œil.


La nébuleuse de l'aigle. Au centre, vous pouvez voir les «piliers de la création»

Mais ces étoiles n'apparaissent pas soudainement et ne deviennent pas visibles immédiatement après l'achèvement de leur formation. Nous ne pouvons qu'espérer une explosion de supernovae qui se retrouvera à l'endroit où nous n'avons jamais vu d'étoiles auparavant. La meilleure approximation pour évaluer un tel événement est ce que nous avons observé tout au long de notre histoire - cela se produit une fois tous les quelques siècles.


Tycho Brahe pointe la supernova de 1572

Si nous voulons prendre des jumelles, nous passerons de 9 000 étoiles à 200 000. Un petit télescope de trois pouces portera ce montant à 5 millions. Un bon télescope amateur avec un diamètre de 15 "nous permettra de voir environ 380 millions d'étoiles dans notre galaxie, ce qui augmentera considérablement nos chances. Mais même si nous prenons les 200 à 400 milliards d'étoiles dans notre galaxie, la distance moyenne à laquelle sera d'environ 40000 années-lumière, alors déjà plusieurs centaines de milliers de personnes seront mortes - une sur un million - et elles seront situées au bord de la galaxie loin de nous.

Comme les étoiles sont si loin, nos yeux sont trop faibles et leur lumière se déplace trop vite pour qu'ils meurent alors que la lumière est toujours en route. C'est possible, mais il y a très peu de chance.