Qu’est-ce qu’une étoile ?

La sphère céleste est constellée d’étoiles. Dans un ciel nocturne, sans Lune, ni nuages, ni pollution lumineuse, l’œil nu peut apercevoir jusqu’à plusieurs milliers d’étoiles, en plus de certaines planètes. Mais au fait, qu’est-ce qu’une étoile exactement ?

« Une lutte constante contre la force de gravité »

Dans ce glossaire, la Nasa définit l’étoile comme « une boule de gaz brillant, composée principalement d’hydrogène et d’hélium, maintenue ensemble par sa propre gravité. La transformation de l’hydrogène en hélium crée de l’énergie qui fait briller les étoiles. » Dit autrement, « la vie d’une étoile est une lutte constante contre la force de gravité », qui risque de faire s’effondrer l’étoile. Mais l’étoile a ce qu’on appelle un équilibre hydrostatique : un équilibre entre la gravité qui la tire vers l’intérieur, et la pression qui la tire vers l’extérieur.

L’étoile que nous connaissons le mieux est évidemment la plus proche : celle située au centre de notre système solaire, le Soleil. Les astronomes l’étudient énormément et tentent ainsi de mieux comprendre le fonctionnement général des étoiles. L’observation de ces objets a permis de déterminer que toutes les étoiles semblent traverser un cycle de vie et que leur destinée dépend de leur masse.

Pouponnières d’étoiles

Les étoiles naissent de l’effondrement de la matière dans un nuage moléculaire, composé de gaz et de poussière. On décrit souvent ces nuages comme des « pouponnières » stellaires, car beaucoup d’étoiles s’y forment. Avec l’accroissement de sa masse, le noyau de la protoétoile va devenir chaud et dense, jusqu’au stade où l’hydrogène entame sa transformation en hélium.

La durée de vie d’une étoile n’est pas illimitée, puisque les étoiles tirent principalement leur énergie de réactions de fusion nucléaire (et que l’étoile a une masse limitée). Les étoiles n’ont donc pas toutes la même durée de vie. Au cours de son existence, une étoile passe par plusieurs stades d’évolution. La majeure partie de sa vie correspond au stade de la séquence principale (le Soleil passera 11 milliards d’années ainsi) : la chaleur et la brillance sont issues des réactions nucléaires dans le noyau de l’étoile. L’étoile parvient à la fin de la séquence principale lorsqu’elle n’a plus de matière dans son noyau pour assurer les réactions nucléaires.

Plus une étoile est massive, moins elle vit longtemps

Cette affirmation peut sembler contre-intuitive, mais comme le résume l’Observatoire de Paris, « les étoiles libèrent d’autant plus d’énergie qu’elles sont massives et vivent donc moins longtemps car elles épuisent plus vite leur carburant ». La manière dont meurent les étoiles dépend aussi de leur masse : pour le résumer rapidement, les étoiles peu massives ont une mort plus paisible.

Même s’il n’est évidemment pas possible de compter une par une les étoiles dans l’Univers, il est possible d’estimer leur nombre : il y en aurait environ 200 000 000 000 000 000 000 000. Seules 6 000 à 7 500 étoiles de la Voie lactée sont visibles à l’oeil nu, dans tout le ciel. Pour se repérer, on a inventé les constellations en reliant les étoiles les plus brillantes, de façon à dessiner des figures. Lorsqu’on contemple les étoiles dans notre ciel, on peut être tenté de se dire qu’elles sont sans doute déjà mortes : pourtant, c’est faux.