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GRAVITATION

Effondrement gravitationnel et destin des étoiles

Les lois de Newton montrent qu’un ensemble de corps soumis aux forces de gravitation les uns par rapport aux autres, a tendance à se contracter sur lui-même si d’autres actions, de pression en particulier, ne viennent pas équilibrer ces forces centrifuges. Lorsqu’on a compris que le rayonnement du Soleil et de toutes les étoiles provient des réactions nucléaires qui fusionnent leurs éléments légers, à commencer par l’hydrogène, en éléments plus lourds, on a pu étudier le bilan des forces internes dans une étoile et esquisser une physique gravitationnelle de leur évolution.

La naissance des étoiles semble toujours liée à l’accrétion de plusieurs petits nuages de matière, eux-mêmes issus de la condensation d’atomes, de molécules ou de poussières présents dans le milieu interstellaire. Si la pression interne de ce nuage (thermique et turbulente et par définition dirigée vers l’extérieur) ne suffit pas à contrebalancer les forces d’autogravitation, le nuage résultant s’effondre en libérant de l’énergie ; on montre que la moitié de l’énergie libérée lors de la contraction de cette protoétoile est rayonnée dans l’espace tandis que l’autre moitié l’échauffe jusqu’à ce que sa température atteigne une dizaine de millions de degrés, permettant le déclenchement des réactions de fusion nucléaire, qui « allument » l’étoile. L’étoile rayonne alors en épuisant petit à petit tout son combustible nucléaire, c’est-à-dire en transmutant ses noyaux légers en noyaux plus lourds. Les destins ultérieurs des étoiles sont très variés – vers des géantes rouges et des naines blanches, vers des étoiles à neutron, vers des trous noirs… – et dépendent beaucoup de leurs masses ; dans tous les cas, la gravitation y joue un rôle primordial.

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Écrit par

  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

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