STELLAIRES AMAS

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Un amas stellaire est un groupe d'étoiles physiquement liées par la gravitation, formées dans des conditions semblables en un temps relativement court, et évoluant dans les mêmes conditions.

L'étude des amas fournit des renseignements de première importance sur la formation et l'évolution des étoiles. De plus, elle introduit à une théorie dynamique qui a permis d'expliquer la structure des amas et d'étudier leur stabilité.

On distingue deux grandes catégories d'amas stellaires : les amas globulaires et les amas ouverts.

Les amas globulaires sont des systèmes denses comprenant de quelques milliers à quelques centaines de milliers d'étoiles, de forme à peu près sphérique, et de diamètre compris entre 50 et 200 parsecs. La concentration des étoiles est beaucoup plus grande au centre de l'amas. On en connaît plus de 150 qui gravitent autour de la Galaxie, mais il est certain que leur nombre est sensiblement plus élevé : l'absorption interstellaire nous empêche en effet d'en faire un dénombrement précis. La magnitude photographique des étoiles qu'on y trouve montre qu'il s'agit d'ensembles éloignés. Ils se distribuent autour du centre de la Galaxie suivant une symétrie sphérique, avec une concentration sensible vers ce centre. On en observe jusqu'à 30 kiloparsecs. On a également détecté des amas globulaires autour des galaxies proches, comme la grande nébuleuse d'Andromède (M 31), celle du Triangle (M 33), les Nuages de Magellan, NGC 185, NGC 147, NGC 2403. Il existe également des amas globulaires intergalactiques, dynamiquement indépendants.

Les amas ouverts, ou amas galactiques, sont beaucoup moins riches en étoiles (quelques centaines), et beaucoup moins denses. Ils ne présentent pas de condensation centrale. On en connaît un millier environ dans notre Galaxie, mais on estime leur nombre à 30 000 au moins, la majorité étant inobservables à cause de l'absorption interstellaire. Ils sont tous concentrés dans le plan galactique. Leur dimension varie entre 1,5 et 15 parsecs.

Amas stellaire NGC 602

Photographie : Amas stellaire NGC 602

L'amas stellaire ouvert NGC 602, situé à la périphérie du Petit Nuage de Magellan, est âgé de seulement 5 millions d'années. Le rayonnement des étoiles qui le constituent ainsi que les ondes de choc engendrées par la formation de celles-ci ont repoussé et modelé le gaz et la... 

Crédits : NASA/ ESA & The Hubble Heritage Team

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La notion d'association est beaucoup plus récente. Elle a été introduite par l'astronome soviétique Viktor Amazaspovitch Ambartsoumian en 1949.

Une association est un amas d'étoiles jeunes en expansion. Elle est constituée d'étoiles bleues très chaudes, entourant un ou plusieurs amas ouverts qui sont les noyaux de l'association. Les associations d'étoiles O B sont les plus fréquentes, mais on connaît également des associations d'étoiles du type T Tauri. Leur dimension peut atteindre 200 parsecs, c'est-à-dire une valeur bien supérieure à celle des amas galactiques. La détermination du mouvement des étoiles d'une association a permis de vérifier qu'elles provenaient toutes d'une même région, ce qui permet d'estimer l'âge de cette association.

Diagrammes d'amas

Si l'on porte sur un diagramme la magnitude absolue des étoiles en fonction de leur classe spectrale (ou la magnitude relative dans le cas des amas, pour lesquels les étoiles sont toutes environ à la même distance), on s'aperçoit que les étoiles se groupent d'une manière très caractéristique. Ce diagramme, connu sous le nom de diagramme de Hertzsprung-Russell, ou HR, permet de distinguer plusieurs types d'étoiles, comme les naines de la séquence principale, les géantes, les supergéantes, et les sous-naines.

Le diagramme HR des amas est particulièrement intéressant à étudier. On s'est en effet aperçu qu'il ne contenait pas des étoiles de tous les types ; de plus, il varie d'un amas à l'autre, tout en présentant un certain nombre de caractères communs.

Les étoiles brillantes de la séquence principale sont absentes des diagrammes d'amas. Elles sont remplacées par une branche qui se détache de la séquence principale et pénètre dans le domaine des géantes rouges. Dans le cas des amas globulaires, on peut souvent distinguer une autre branche qui, partant des géantes rouges, redescend sur la séquence principale et la traverse en un point où ne se trouve aucune étoile d'un autre type.

Les diagrammes HR des différents amas se distinguent par l'importance de ces deux branches, ainsi que par la classe spectrale à partir de laquelle la première commence à s'écarter de la séquence principale. Les idées actuelles sur l'évolution des étoiles permettent d'expliquer ces différences.

Pour cela, on est conduit à deux hypothèses de départ, que tout, jusqu'à présent, a permis de vérifier :

– toutes les étoiles d'un amas se sont formées à la même époqu [...]

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André BOISCHOT, « STELLAIRES AMAS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 27 juin 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/amas-stellaires/