Phase géante

La géante rouge Mira.

Comparaison de la taille de la géante rouge Alpha Tauri et de celle du Soleil.

En astronomie, une géante rouge est une étoile ayant évolué en dehors de la séquence principale, devenant ainsi géante^[1].

Ce sont des étoiles d'une masse au moins égale à celle du Soleil qui, après avoir épuisé l'hydrogène de leurs noyaux, commencent à consommer l'hydrogène en couche autour du noyau riche en hélium.

Deux phénomènes sont responsables de l'augmentation substantielle du rayon de l'étoile (qui peut atteindre un rayon 1 000 fois supérieur à celui du Soleil). Premièrement, la combustion en couche de l'hydrogène. Et deuxièmement, la contraction du cœur d'hélium, libérant une importante quantité d'énergie gravitationnelle. Ces deux sources d'énergie rayonnées vers l'extérieur induisent une pression interne qui fait augmenter le rayon de l'étoile. L'étoile est alors beaucoup plus lumineuse à cause de l'augmentation de sa surface et, contre-intuitivement, sa température en surface diminue. En résultat, l'étoile devient plus grande, plus « froide » et donc de couleur plus rouge ; d'où le nom « géante rouge ».

Si l'étoile a une masse inférieure à 2,5 masses solaires (M_S), l'apport d'hélium dans le noyau provenant de la fusion de l'hydrogène en couche peut provoquer ce qu'on appelle un flash de l'hélium : un sursaut rapide de la combustion de l'hélium dans le noyau quand les conditions de pression et de température sont suffisantes. La luminosité de l'étoile augmente rapidement. L'étoile commence alors une brève période de combustion d'hélium. Puis, elle commence une nouvelle montée de la branche des géantes. Les étoiles plus massives que 2,5 masses solaires entrent dans la phase de fusion de l'hélium de manière plus calme.

La phase durant laquelle une étoile pauvre en métaux consomme de l'hélium s'appelle la « branche horizontale », car dans le diagramme de Hertzsprung-Russell ces étoiles se trouvent placées sur une ligne quasi horizontale. Les étoiles riches en métaux ne se situent pas sur la branche horizontale, mais plutôt dans un même endroit (le « clump » rouge) du diagramme de Hertzsprung-Russell.

Durant son évolution, une étoile peut se trouver plusieurs fois dans la « phase géante » si elle est suffisamment massive pour pouvoir provoquer la fusion d'éléments plus lourds que l'hélium. Dans ce cas, sur le diagramme de Hertzsprung-Russell, l'étoile se trouve sur ce qu'on appelle la branche asymptotique des géantes, ou peut même atteindre le stade Wolf-Rayet pour les étoiles initialement les plus massives.

Il est estimé que le Soleil deviendra une géante rouge d'ici environ 5 milliards d'années^[2]. La taille de notre étoile dépassera alors l'orbite de la Terre^[3], le Soleil aura alors un rayon au minimum de 200 fois celui actuel^[4].

Références

Voir aussi

Articles connexes

• Géante
• Géante bleue
• Diagramme de Hertzsprung-Russell

Lien externe

• (fr) Article sur l'évolution des géantes rouges

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