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Ciel des Hommes

Flash de l'hélium

article de Fabrice Mottez

paru le 22 avril 2003

Une instabilité thermonucléaire rencontrée aux cœur de certaines étoiles géantes rouges à la fin de leur vie. Ces étoiles (pourvu qu’elles ne soient pas trop lourdes) possèdent un cœur formé de matière dégénérée et pauvre en hydrogène (car l’hydrogène a été transformé en hélium avant que l’étoile devienne une géante).Le cœur d’une géante rouge n’est pas le siège de réaction nucléaires (les réactions ont lieu autour). La matière du cœur, est chauffée par les réactions nucléaires se produisant à proximité. C’est une matière dégénérée, et sa température n’influe pas sur les forces de pression.

A partir 100 millions de degrés, des réactions nucléaires où l’hélium du cœur se transforme en des éléments plus lourds s’enclenchent. Ces réactions libèrent de la chaleur, la température du cœur s’élève encore.

Contrairement au cas des étoiles « normales » l’élévation de température ne dilate pas le cœur (puisque les forces de pression, cause d’une éventuelle dilatation, ne dépendent pas de la température). L’augmentation de chaleur accroît encore le rythme des réactions nucléaires du cœur, ces réactions chauffent encore plus l’étoile. Bref, les réactions nucléaires s’emballent. Puis le cœur atteint une température assez élevée pour que la matière cesse d’y être dégénérée. La pression devient alors proportionnelle à la température, et comme celle-ci est extrêmement élevée, l’étoile s’agrandit brusquement, la température baisse, et les réactions nucléaires liées à l’hélium cessent. Ce cycle assez bref et intense de combustion nucléaire de l’hélium s’appelle le flash de l’hélium.

Avons nous observé des flashs de l’hélium ? Non. Cette théorie provient de simulations numériques et d’études théoriques. Le flash de l’hélium se produit dans les régions internes de l’étoiles et n’a pas, dans la mesure de nos connaissances actuelles, de contrepartie observable visible depuis sa surface. Et oui, en astronomie, on ne peut pas tout voir…

 

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Galaxie
Trajectoire d’une étoile dans le diagramme H-R d’une étoile géante avant et après le flash de l’hélium.
Crédit : Université de Rochester, USA.

 

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Hydrogène

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