L'unité de masse solaire

[WarthBlock]

Bonsoir, j'ai un problème de compréhension qui me turbine depuis longtemps, mais je ne m'y suis jamais vraiment penché et j'ai nulle réelle connaissance en astronomie.

Je vois souvent de gros objets dans l'Univers se comptant en quelques dizaines de masses solaires. L'une des plus grandes étoiles connues (stephenson 2-18) avec ses 3Mds de KM nécessite au moins 2148 soleils pour égaler ce monstrueux diamètre, mais je lie que cet astre ferait au minimum 12 masses solaires. J'imagine naturellement en tant que noob le volume pour cette unité si je plaçais côte à côte chaque soleil et... enfin bref, merci de m'éclairer. 🙏
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[saint.112]

Bonsoir, j'ai un problème de compréhension qui me turbine depuis longtemps, mais je ne m'y suis jamais vraiment penché et j'ai nulle réelle connaissance en astronomie.

Je vois souvent de gros objets dans l'Univers se comptant en quelques dizaines de masses solaires. L'une des plus grandes étoiles connues (stephenson 2-18) avec ses 3Mds de KM nécessite au moins 2148 soleils pour égaler ce monstrueux diamètre, mais je lie que cet astre ferait au minimum 12 masses solaires. J'imagine naturellement en tant que noob le volume pour cette unité si je plaçais côte à côte chaque soleil et... enfin bref, merci de m'éclairer.

La taille d’une étoile n’est pas proportionnelle à sa masse. Elle dépend d’une multitude de facteurs fort complexes. Une étoile à neutrons par exemple peut avoir une masse entre 1,4 et 3,2 fois celle du soleil mais un diamètre de 20 à 40 km. Le soleil en fin de vie va grossir pour atteindre pratiquement l’orbite de Jupiter.
Rien n'est simple.
Nico

[Gilgamesh]

Bonsoir, j'ai un problème de compréhension qui me turbine depuis longtemps, mais je ne m'y suis jamais vraiment penché et j'ai nulle réelle connaissance en astronomie.

Je vois souvent de gros objets dans l'Univers se comptant en quelques dizaines de masses solaires. L'une des plus grandes étoiles connues (stephenson 2-18) avec ses 3Mds de KM nécessite au moins 2148 soleils pour égaler ce monstrueux diamètre, mais je lie que cet astre ferait au minimum 12 masses solaires. J'imagine naturellement en tant que noob le volume pour cette unité si je plaçais côte à côte chaque soleil et... enfin bref, merci de m'éclairer. 

Effectivement c'est important pour comprendre les processus stellaires.

Les étoiles se forment par effondrement d'un nuage de gaz jusqu'à ce que la pression née de la température centrale équilibre la masse de l'enveloppe. Si la pression-température centrales sont suffisante pour fusionner des protons, c'est une étoile et elle commence sa vie à bruler calmement de l'hydrogène, c'est le début de la séquence principale.

Le taux des réactions thermonucléaires centrales va moduler le ratio M/R (masse sur rayon) : si le taux de réaction est élevé, l'étoile a beaucoup de chaleur à transmettre à travers son enveloppe et la pression de radiation est élevée, ce qui fait baisser la pression centrale. Et à son tour, le taux de réaction est extrêmement sensible à la température centrale. Aussi, on s'attend à ce que le rayon stellaire évolue avec la masse d'une manière qui dépend de la façon dont les réactions nucléaires évoluent avec la température centrale T.

Il y a deux modes de combustion de l'hydrogène : la chaine pp, dont le taux de réaction est en T⁴ et le cycle CNO, qui devient majoritaire au delà de 1,5 masse solaire et qui est en T¹⁶, donc beaucoup plus sensible.

Pour une étoile qui brûle de l'hydrogène principalement via la chaîne pp, R ∝ M^3/7 ~ 0,42 (presque √M).
Pour une étoile plus massive qui brûle principalement via le cycle CNO, on obtiens R ∝ M^19/23 ~ 0,82 (presque linéaire).
source : Astronomy 112: The Physics of Stars

Puis, au fur et à mesure que l'étoile consomme son hydrogène central, le coeur se contracte, se réchauffe et le taux de réaction augmente, ce qui induit que le flux d'énergie à travers l'enveloppe augmente. La taille de l'étoile se met à croitre et de ce fait la densité de l'enveloppe diminue fortement (tandis que comme on a vu celle du coeur qui représente ~10% de la masse de l'étoile, à augmentée). Au bout du processus tu obtiens des géantes rouges qui font qq dizaine de masses solaires pour plus milliards de volumes solaires.