Les amas stellaires (ou amas d'étoiles)

Que veux-tu voir ?

présentation générale - mon matériel - mes observations présentation - les galaxies - les amas de galaxies - les amas stellaires - les nébuleuses - les étoiles - les planètes - les comètes - les astéroïdes - les quasars - les trous noirs - divers - sommaire du site - page d'accueil du site

Un amas d’étoiles est un regroupement d’étoiles visible dans le ciel. On distingue deux types d’amas :





Les amas ouverts se trouvent dans le disque de la Galaxie, mélangés aux étoiles, alors que les amas globulaires sont situés dans un immense halo sphérique, qui entoure le disque de la Galaxie.






















Le dessin ci-dessous montre l’emplacement des amas ouverts par rapport aux étoiles de notre Galaxie, le trait horizontal représentant le plan de celle-ci, le nord étant en haut. On remarque que tous les amas ouverts se trouvent dans une étroite bande autour du plan galactique. Or nous savons que tout le gaz contenu dans la Galaxie se trouve justement dans ce plan. Il y a donc là la matière nécessaire pour former de nouvelles étoiles.


















Dans le dessin ci-dessous on voit que, contrairement aux amas ouverts, les amas globulaires se concentrent avec une répartition sphérique. Leur système possède un centre, qui correspond à celui de la Galaxie. C’est en observant l’ensemble de ces amas d’ailleurs que Harlow Shapley a déterminé pour la première fois le centre galactique, et montré que le Soleil en était assez loin.


L’explication de la nette différence entre les amas ouverts et les amas globulaires tient dans le moment de formation de ces deux types d’amas. Les amas globulaires sont vieux, ils sont consitutés presque exclusivement de vieilles étoiles, géantes évoluées rouges, naines blanches et étoiles à neutrons, alors que les amas ouverts sont formés d’étoiles bleues très jeunes. Dans les amas globulaires, il n’y a plus de gaz, donc plus de matière pour former de nouvelles étoiles, et ce depuis longtemps. Par contre, dans le plan de la Voie Lactée, on trouve beaucoup de gaz, et de nouvelles étoiles peuvent s’y former, tout spécialement dans les bras spiraux.


Lorsque les amas globulaires se sont formés, dans les premiers temps de la Galaxie, le nuage de gaz et de poussières qui a donné naissance à l’ensemble n’avait pas encore pris sa forme de disque aplati. Il était pratiquement sphérique, de faible densité, et les condensations qui allaient donner naissance aux amas globulaires tournaient autour du centre sur des orbites quelconques. La faible densité du milieu ne freinait pas leur mouvement. Du gaz de ces condensations sont nées les étoiles qui constituent les amas globulaires.


Plus tard, en se condensant, le nuage est devenu de plus en plus dense, et les collisions entre particules de plus en plus fréquentes. Lors d’une collision, il y a échange d’énergie, entraînant la chute vers le centre et provoquant l’aplatissement du nuage. Petit à petit, le système s’est transformé en disque, et les orbites des particules sont devenues des cercles inscrits dans le plan galactique. A partir de ce disque de gaz, des étoiles se sont formées forcément dans le plan de la Galaxie, et leurs orbites sont pratiquement des cercles (quoique ce soit un peu plus compliqué que cela).


Les amas globulaires, du fait de leur âge, sont constitués d’étoiles de populations II (vieilles). Il n’y a pas eu de renouvellement des générations. Leur métallicité est faible (elles se sont formées dans un gaz non encore enrichi).


Les amas globulaires ont un très grand intérêt pour plusieurs raisons :



En effet, on constate qu’ils ont tous à peu près la même luminosité, donc la même magnitude absolue. Connaissant celle des amas les plus proches, et l’extrapolant à un amas lointain, la détermination de sa magnitude apparente permet d’estimer sa distance.


L’orbite d’un amas globulaire est une orbite képlérienne autour du centre galactique, et très allongée. Le centre galactique occupe l’un des foyers de l’orbite. Comme pour les planètes autour du Soleil, l’amas va très vite lorsqu’il est près du centre attractif, et beaucoup moins lorsqu’il en est loin. Dans son mouvement, il reste donc peu de temps proche du centre, et beaucoup plus lorsqu’il en est loin. Il n’est donc pas étonnant de voir les amas globulaires en majorité loin du centre. On peut penser aussi que les amas globulaires, qui sont provisoirement dans le centre, sont noyés dans la poussière interstellaire et ne sont donc pas visibles.


















Les amas globulaires orbitent autour du bulbe de la Galaxie, ils ne le traversent pas. La zone dans laquelle ils passent, le disque, contient assez peu d’étoiles pour qu’ils puissent traverser sans domages pour les étoiles. Par contre, le gaz que devaient contenir les amas globulaires après leur formation heurte violemment celui du disque de la Galaxie, y produisant une onde de choc. En quelques passages, l’amas globulaire va être dépouillé de son gaz.


Les amas effectuent un tour complet autour du centre galactique, en un temps de l’ordre de 100 millions d’années. Leurs passages dans le disque se produisent donc avec une fréquence caractéristique de 50 millions d’années.

Aller à

M39

NGC 7092

Amas ouvert

m-39-ngc-7092-amas-ouvert