étoiles et hydrogene

[jejo 1 310]

Bonjour à tous,
Juste une petite question, on dit que les étoiles transformeent l'hydrogene en helium par fusion nucléaire puis l'hélium entre en fusion et etc jusqu'au fer. Ensuite la géante rouge expulse dans l'espace sa matiere, qui normalement contient moins d'hydrogene puisqu'il a fusionné en hélium. Le gaz ensuite apres qq millions d'année et sous l'effet de la gravitation forme des grumeaux qui à leur tour donnent des étoiles de secondes génération qui brulent leur hydrogene etc... notre soleil doit être la Xeme génération d'étoile. Comment se fait il que l'hydrogene compose la grande majorité du soleil puisque celui ci est sensé se consommer dans chaque étoiles succesives? Qui pourrait m'expliquer cela?
Merci par avance
jérôme

[Superfulgur 16 111]

Parce que c'est une image...

En fait l'efficacité du processus est assez faible. Une étoile qui a brûlé "tout son hydrogène", en réalité, en contient toujours autant, quasiment !

Je n'ai pas le chiffre sous les yeux, mais il me semble (ça se trouve dans la littérature) qu'une quinzaine de pourcent seulement de l'hydrogène a été transformé en hélium depuis le big bang.

Je suis sûr que ChiCygni et DG2 connaissent ces chiffres sur la nucléosynthèse, en plus, il est pas exclu totalement qu'ils soyent d'accord, pour une fois.......

[Ce message a été modifié par Superfulgur (Édité le 21-11-2012).]

[Desmoulins 106]

En plus de la réponse de Superfulgur 15% depuis le Big bang.

Il me semble (pour le cas des étoiles de type solaire) que c'est parce qu'une très faible partie de l'hydrogène qui compose une étoile est soumit aux conditions idéales (pression température) qui permettent sa fusion. La zone où ces conditions existent se situe au cœur de l'étoile. En conséquence, tout l'hydrogène composant l'étoile n'est pas transformé pendant la vie de l'astre.

Mais je peux me planter.

[Ce message a été modifié par Desmoulins (Édité le 22-11-2012).]

[Superfulgur 16 111]

Oui, tu as raison bien sûr, j'avais oublié ce point décisif...

[PascalD 4 385]

Et puis, de l' hydrogène, y' en a pas que dans les étoiles. La quasi totalité se balade sous forme de gaz plus ou moins chaud un peu partout dans la galaxie et entre les galaxies. Quand une étoile se condense elle tape dans les réserves d'hydrogène gazeux, la matière expulsée par les étoiles mortes de la génération précédente n' est pas la seule contributrice.
Avec le temps et les différentes génération les étoiles ont concentré une bonne partie de l' hydrogène "utilisable", celui qui n' est pas trop chaud, mais il en reste encore pas mal de disponible (30% de la masse totale de la galaxie? Pas sûr du chiffre, ChiCyg corrigera)

[Ce message a été modifié par PascalD (Édité le 22-11-2012).]

[ChiCyg 0]

La transformation de quatre noyaux d'hydrogène (quatre protons) en un noyau d'hélium produit 27 millions d’électronvolt soit environ 600 térawatt (600000 gigawatt) par gramme d'hydrogène consommé (et oui la fusion nucléaire est assez énergétique !).

Si on divise cette production par gramme par l'énergie totale rayonnée par le soleil chaque seconde on obtient que 600 millions de tonnes d'hydrogène sont consommées chaque seconde par le soleil mais comme il est assez lourd au bout des 10 milliards d'années de sa durée de vie on voit que moins de 10% de l'hydrogène initial aura été brûlé ! Pour d'autres étoiles, ce pourcentage va être différent en fonction de l'efficacité du "brassage" entre le coeur et l'enveloppe qui permet de "réalimenter" le coeur.

Il faut voir aussi que les durées de vie des étoiles dépendent très lourdement de leurs masses : 10 milliards d'années pour le soleil, mais 30 millions d'années seulement pour une étoile de 10 masses solaires et tout de même 3000 milliards d'années pour une petite naine d'un dixième de masse solaire. On voit par là que seules les étoiles d'une masse solaire qui ont plus de 10 milliards d'années ont "rendu" une partie de leur contenu au milieu interstellaire. Les plus petites n'ont encore rien rendu même si elles sont nées il y a 13 milliards d'années.

Par exemple, si on observait une géante rouge de 0.85 masses solaires, on observerait une étoile âgée de 15 milliards d'années ce qui poserait comme un problème !

[vaufrègesI3 15 173]

ChiCyg > "Par exemple, si on observait une géante rouge de 0.85 masses solaires, on observerait une étoile âgée de 15 milliards d'années ce qui poserait comme un problème !"

Ca te fait saliver ça.. hein ?..

Saligaud !!

[Kaptain 5 880]

Je vous crois tous sur parole, mais un détail me chiffonne: on dit qu'une étoile meurt quand elle n'a "plus de carburant". S'il en reste autant, pourquoi ne le crame-t-elle pas jusqu'au bout ? Qu'est-ce qui empêche l'hydrogène non cramé de tomber au centre de l'étoile pour fusionner à son tour ? Le fait que la place soit déjà prise par du plus lourd, hélium jusqu'au fer ?

[ChiCyg 0]

vaufrègesI3, meuh non, de toutes façons y a pas beaucoup de risque : c'est difficile à peser une étoile. Ce n'est pratiquement possible que pour les binaires mais alors on pourra toujours arguer d'un quelconque transfert de matière de l'une à l'autre ... etpi même, nos géniaux cosmologistes y verraient la preuve de l’annihilation primordiale de la matière noire, une nouvelle victoire éclatante du modèle cosmologique standard

Kaptain, comme l'a écrit Desmoulins, il faut que la pression et la température soient suffisantes au coeur. L'hélium issu de la fusion reste au centre du coeur, la fusion se déplace donc progressivement vers l'extérieur où la pression diminue et où l'hydrogène est plus ou moins dilué dans l'hélium : les réactions nucléaires ralentissent. Par exemple, on pense que les naines durent très longtemps parce qu'il y a des mouvements de matière dans toute l'enveloppe et donc le coeur est alimenté en chair fraîche ce qui n'est pas le cas du soleil par exemple dans lequel la convection ne fonctionne qu'au delà du coeur qui reste isolé.

[Superfulgur 16 111]

J'y connais rien, Kaptain, je laisse les fusées répondre, mais en gros, ça se passe pas comme ça... Si au centre d'une étoile massive, tu as des éléments lourds qui fusionnent (carbone, oxygène, par exemple) au dessus, tu as des "coquilles" successives moins chaudes où fusionnent l'hélium, puis une coquille où fusionne l'hydrogène, c'est les "pelures d'oignon". Je te la fais simple, mais en gros c'est ça.

[Kirth 4 250]

Kaptain,

les réactions de fusion ne peuvent se faire qu'à partir de certaines conditions de température et de pression. Il faut en effet que l'agitation des atomes soit suffisante pour vaincre la force électrostatique qui s'oppose au rapprochement des noyaux chargés positivement.
En simplifiant, plus les noyaux sont gros, plus la fusion est difficile à réaliser, c'est pourquoi la fusion de l'Hélium, puis des atomes plus lourds nécessite des étoiles très grosses, dont l'attraction gravitationnelle est capable de contracter les gaz suffisamment pour que la température de fusion soit atteinte.

Les couches moyennes et externes du Soleil ne seront jamais assez chaude pour que les réactions de fusion aient lieu, et sa masse n'est pas suffisante pour que la contraction échauffe assez les gaz du cœur pour que des fusions d'atomes lourds aient lieu.

[Kaptain 5 880]

Merci pour vos réponses. On dirait donc que les atomes lourds tombent au centre, "chassant" en périphérie moins chaude les éléments plus légers, qui du coup ne peuvent plus fusionner. A peu près ça ?
Conséquence logique: les étoiles jeunes, "ensemencées" d'atomes lourds dès leur naissance devraient voir leurs vies raccourcies d'autant. J'ai good ?

[Ce message a été modifié par Kaptain (Édité le 22-11-2012).]

[Kirth 4 250]

Non ils n'y tombent pas, ils ne se forment que là.

[dg2 2 034]

A la louche, pour 1 g de métaux formés par l'évolution stellaire, vous avez aussi 2 g d'hélium de formé. Donc si aujourd'hui la métallicité est estimée à 2%, cela signifie l'abondance d'hélium a cru de 4 points et que celle de l'hydrogène a décru de 6. Comme à l'issue du Big Bang il y avait dans les 24% d'hélium en masse, on est en gros passé d'abondances de l'ordre de 76% - 24% - 0% (en H, He, métaux) à 70% - 28 - 2% (ce qui au passage anéantit les délires des anti Big Bang qui ne peuvent expliquer le rapport He / métaux avec leurs salades). La lenteur de l'évolution s'explique en grande partie par le fait que 95% des étoiles sont moins massives que le Soleil et ont pour la plupart d'entre elles une durée de vie très supérieure à l'âge actuel de l'univers, ce qui signifie qu'elles n'ont guère eu le temps de contribuer à faire évoluer les abondances des différents éléments.

[Kaptain 5 880]

Merci pour vos réponses très claires. La question d'origine était excellente, merci de l'avoir posée, j'ai appris plein de choses.

[jejo 1 310]

merci à vous tous pour ce débat passionnant! j'y vois un peu plus clair maintenant mais c'est vrai que tout ça n'est pas évident.
Mais pour les atomes plus lours que le fer il faut envisager d'autres sénario tels des colisions d'étoiles... avouez que pour arriver jusqu'à nous le chemin est dur....
jerome