Amas d’étoiles: Qu’est ce que c’est et comment se forme-il?
Mais avant d’approfondir le sujet, commençons, notre article en précisant que les amas globulaires sont des formations très anciennes dans notre galaxie, alors que les amas ouverts sont composés d’étoiles plutôt jeunes. Qu’est-ce qu’un amas d’étoiles?
En astronomie, un amas d’étoiles est un groupe très dense d’étoiles. En général, le terme d’amas implique également que ces étoiles sont toutes issues plus ou moins ensemble de la même nébuleuse, et qu’elles ont donc le même âge et la même composition chimique.
Caractéristiques et composition d’un amas d’étoiles
On peut distinguer deux grands types d’amas d’étoile:
- les amas galactiques ou ouverts, qui contiennent de une douzaine à plusieurs centaines d’étoiles ;
- les amas globulaires, composés de milliers ou de centaines de milliers d’étoiles.
Les associations stellaires sont liées aux amas d’étoiles. Il s’agit de groupes de dizaines ou de centaines d’étoiles physiquement associées, mais dispersées sans ordre dans de vastes zones de l’espace.
Amas d’étoiles galactiques ou ouverts
Les amas d’étoiles ouverts interpénètrent toute notre Galaxie, avec une forte densification dans le plan central de la Voie lactée. Une douzaine peut être observée à l’œil nu, mais plusieurs centaines ont été cataloguées.
Plusieurs amas galactiques ont un aspect asymétrique, comme le double amas de la constellation de persée.
Les distances des amas galactiques par rapport à la Terre varient d’un minimum de 40 pc (1 pc = 1 parsec, équivalent à environ 3,261563777 années-lumière) pour les Hyades (amas ouvert visible dans la constellation du taureau) à un maximum de 5000 pc pour les amas d’étoiles moins lumineux.
Dans certains amas, par exemple les Pléiades et Orion (Trapèze), les étoiles les plus brillantes sont bleues et de type spectral O-B et dans d’autres, comme les Hyades ou la Crèche, elles sont jaunes ou rouges. Les amas d’étoiles contiennent diverses catégories d’étoiles, notamment des étoiles brillantes de type O, des étoiles binaires visuelles et spectroscopiques, certains types d’étoiles variables et enfin des naines blanches.
De nombreux amas ouverts, comme les Pléiades, Orion et bien d’autres, peuvent également être associés à de vastes nébulosités qui dépassent parfois plusieurs fois la masse du Soleil. Les mesures du mouvement et de la vitesse radiale des amas montrent que les étoiles d’un amas sont animées d’un mouvement commun dans l’espace, avec des vitesses pouvant atteindre quelques dizaines de kilomètres par seconde.
L’âge des amas varie considérablement : à un extrême se trouvent les amas jeunes, formés à une époque relativement récente, comme NGC 2244 et NGC 2264, qui ont un âge de l’ordre de 108 ans seulement. Mais, à l’autre extrême se trouve M 67, avec un âge d’environ 2 – 1010 ans. La durée de vie d’un amas d’étoiles ouverts dépend de la masse.
Amas d’étoile globulaires
Des groupes isolés de centaines de milliers d’étoiles, épais avec une symétrie sphérique remarquable, prennent me nom d’amas globulaires. Plusieurs de ces amas sont visibles à l’œil nu, comme M 13, le grand amas de la constellation d’Hercule.
Dans notre seule galaxie, plus de 100 amas d’étoiles globulaires ont été catalogués, dont un certain nombre d’amas si éloignés qu’ils devraient pratiquement être considérés comme extragalactiques.
Les distances des amas globulaires sont d’environ 2000 pc pour les plus proches et jusqu’à 40000 pc pour les plus éloignés. Les amas d’étoiles globulaires diffèrent profondément en termes de concentration et sont donc classés en fonction de celle-ci.
La forme est le plus souvent sphérique, mais il y en a qui sont sensiblement elliptiques. La structure symétrique des amas d’étoiles globulaires est due à la rotation autour de la masse centrale, mais la grande distance rend très difficile l’identification des mouvements des étoiles individuelles.
Il se peut que les amas globulaires soient issus d’enchevêtrements denses de matière, dispersés sur diverses orbites à des distances déterminées du centre de la Galaxie, sur une période d’environ un milliard d’années.
Dynamiquement, la stabilité de ces amas est si grande que les étoiles individuelles peuvent terminer leur cycle de vie avant que l’amas ne se désintègre.
Amas d’étoiles: quand peut-on parler d’un amas d’étoiles?
Les étoiles d’un amas ne s’appartiennent pas seulement visuellement. Elles forment un système physique : les étoiles d’un amas sont nées ensemble du même nuage moléculaire et ont donc à peu près le même âge. Elles agissent fortement les unes sur les autres et sont liées par leurs forces gravitationnelles et se déplacent à la même vitesse dans la même direction.
Comment se forment les amas d’étoiles?
ESA/Hubble & NASA, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons
On ne sait pas grand-chose de l’origine des amas d’étoile, mais les astrophysiciens avancent deux hypothèses, qui ne s’excluent pas mutuellement.
La première, soutenue par l’observation d’étoiles très anciennes au sein des amas, affirme que les amas se sont formés très tôt dans la genèse de la galaxie hôte, lorsqu’elle avait encore un aspect globulaire et ne s’était pas encore aplatie pour former des disques et des spirales.
Les amas de ce type constitueraient donc les premiers éléments constitutifs de la formation des galaxies, et ont été les premiers à consommer du gaz et de la poussière dans les processus de formation d’étoiles. Cela expliquerait également pourquoi tant d’amas globulaires sont très anciens.
Il est évident que les nébuleuses dont ils sont issus devaient être extrêmement grandes, bien plus grandes et plus denses que celles qui donnent encore naissance aux amas ouverts aujourd’hui. Étant donné qu’à l’âge actuel de l’univers, la quantité de gaz primordial encore disponible est bien moindre qu’au moment de la formation des galaxies, il est également très peu probable qu’un amas stellaires se forme maintenant.
Cependant, il existe un cas très rare de formation d’un amas d’étoiles dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite très proche de notre Voie lactée qui, étrangement, contient encore une très grande quantité de gaz primordial.
Amas d’étoiles: quels sont les plus importants?
ESA/Hubble & NASA, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons
Les Pléiades sont l’amas d’étoiles le plus célèbre du ciel nocturne : elles sont extrêmement brillantes, et donc visibles à l’œil nu.
Elles sont également connues sous le nom des sept sœurs ou de M45 (un nom moins poétique mais plus scientifique). Ce sont des étoiles bleues, donc très chaudes, qui se trouvent dans la constellation du Taureau, c’est-à-dire dans la partie du ciel visible dans l’hémisphère nord.
Autrement dit, celle située au nord de la ligne de l’équateur, où nous nous trouvons, plus connue pour le phénomène des aurores boréales entre la constellation du bélier et celle de Persée. Pour les observer, on choisit généralement les mois de janvier et février et pas au milieu de l’été. A cette période, ces amas d’étoiles font aussi leur apparition à l’autre bout du monde, dans l’hémisphère sud, et notamment en Nouvelle-Zélande.
Ils deviennent visibles tôt le matin dans ce qui est pour eux l’hiver, entre la mi-mai et la mi-juillet.
