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Comprendre · Évolution stellaire

Amas d'étoiles — des actes de naissance avec date de péremption

Les étoiles naissent en groupe — c'était la chute de l'article sur la formation stellaire. Celui-ci parle de ce que deviennent ces groupes. Réponse courte : ce sont les instruments de mesure les plus précieux de la physique stellaire, car un amas est un laboratoire aux conditions contrôlées — et il affiche son âge ouvertement, à condition de savoir où regarder.

Pourquoi les amas sont des laboratoires

Toutes les étoiles d'un amas sont nées du même nuage : même distance, même âge, même composition chimique. Ce qui diffère, c'est exactement une grandeur — la masse. Un amas est donc l'expérience que la nature a montée pour l'article sur les chemins de vie des étoiles : la même ligne de départ, un seul curseur qui varie. Et comme les étoiles massives meurent les premières, la séquence principale d'un amas se vide par le haut — et jusqu'où, c'est une horloge :

Diagramme couleur-magnitude schématique de trois amas d'étoiles : dans l'amas jeune la séquence principale est entièrement peuplée, dans l'amas d'âge intermédiaire les étoiles bleues brillantes manquent déjà, et dans l'amas vieux la séquence peuplée s'infléchit plus bas encore. Le point de turnoff révèle l'âge.point de turnoff = âge→ branche des géantesjeune · 10 Ma — toutes encore sur la séquence principaleintermédiaire · 600 Ma — les brillantes sont déjà des géantesvieux · 10 Ga — il ne reste que les économesluminosité (log)← chaud et bleu · froid et rouge →
Le point de turnoff : là où la séquence principale peuplée s'arrête et s'infléchit vers la branche des géantes se lit l'âge de l'amas. C'est exactement par cette méthode que les amas globulaires ont été datés à environ douze milliards d'années — longtemps la meilleure limite inférieure pour l'âge de l'Univers.

Deux familles, deux destins

Les amas ouverts du disque — tout ce que montre cette galerie — sont des assemblages lâches de quelques centaines à quelques milliers d'étoiles. Ils ne durent pas éternellement : les rencontres rapprochées en leur sein et les marées de la Voie lactée en arrachent étoile après étoile, jusqu'à ce qu'après quelques centaines de millions d'années il ne reste que des étoiles de champ — à moins que l'amas ne soit assez massif pour tenir bon : King 9, dans le champ de la nébuleuse du Lion, a environ trois milliards d'années et reste un amas. Les amas globulaires du halo jouent dans une autre catégorie : des centaines de milliers d'étoiles, densément tassées, liées depuis les premiers temps de la Galaxie.

Deux destins d'amas : un amas ouvert naît du gaz, s'en dégage, puis se dissout au bout de quelques centaines de millions d'années sous l'effet des marées de la Voie lactée. Un amas globulaire reste lié depuis environ douze milliards d'années.amas ouvertenfouidans le gaz de son nuage nataldégagéouvert dans le ciel, comme les Pléiadesdissousaprès quelques centaines de Ma : étoiles de champamas globulairelié depuis ~12 milliards d'annéestrop massif et trop dense pour se dissoudre — environ 150 exemplaires dans le halo de la Voie lactéeLe Soleil a lui-même parcouru la ligne du haut — son amas natal est depuis longtemps dispersé à travers la Galaxie.
En haut le destin des amas ouverts, en bas la permanence des amas globulaires. Un portrait de M 13 pour la ligne du bas figure encore sur la liste de prises de vue de cette galerie — la ligne du haut est entièrement documentable à partir de nos propres images.

Quelques points à connaître à ce sujet :

  • Les Pléiades sont la pièce de démonstration. L'amas ouvert le plus connu se tient chaque soir d'hiver bien visible dans le ciel : environ 100 millions d'années, séparé depuis longtemps de son gaz natal. « La Poussinière » est l'étape deux du diagramme, à l'œil nu.
  • Les amas aussi ont des fratries. Le Double amas h et χ de Persée — circumpolaire depuis Friedrichsdorf — est une paire d'amas presque du même âge issus de la même région nuageuse : la formation stellaire ne produit pas seulement des étoiles en groupe, mais aussi des groupes dans le groupe.
  • Dissous ne veut pas dire sans trace. Les étoiles du courant de la Grande Ourse — dont la plupart des étoiles du Chariot — traversent ensemble le voisinage solaire comme le champ de débris lâche d'un ancien amas. Même des adresses sans amas trahissent encore la naissance commune, par le mouvement et la chimie.
  • Le Soleil est un orphelin d'amas. Né il y a 4,6 milliards d'années au sein d'un groupe, il voyage aujourd'hui seul — ses frères et sœurs sont dispersés sur la moitié de la Galaxie. Leur recherche par empreintes chimiques est un champ de recherche actif.
Illustration générée par IA : à gauche un amas ouvert jeune et lâche d'étoiles bleu-blanc avec des restes de nébulosité, à droite un amas globulaire dense et doré de plusieurs dizaines de milliers d'étoiles anciennes.

Les deux familles face à face : jeune, bleu, lâche et encore dans son gaz natal — contre vieux, doré, dense et parfaitement net. La teinte d'ensemble et la teneur en gaz racontent la même histoire que le point de turnoff. Cette image est générée par IA — ce n'est pas une prise de vue, mais une illustration.

Sous notre propre ciel

La galerie couvre la famille ouverte à toutes les phases de sa vie :

M 45 · Pléiades — sept sœurs dans une poussière qui n'est pas la leur11 objets — afficher
Le spécimen de manuel en personne : les Pléiades sont l'étape « dégagé » du diagramme — environ 100 millions d'années, séparées depuis longtemps de leur gaz natal. Les voiles bleus ne sont pas un reste de la pouponnière, mais un nuage de poussière étranger que l'amas est justement en train de traverser. Photographiées en 2016, à l'époque du Newton de cette galerie.Ma photographie · M45 · voir la fiche galerie
HD 206267 et Trumpler 37 — le moteur de la nébuleuse5 objets — afficher
Étape un, enfoui : Trumpler 37 n'a que quelques millions d'années et se trouve encore au milieu de son nuage natal, qu'il est justement en train de démonter lui-même avec HD 206267 en tête. Ici, l'amas et la nébuleuse ne forment encore qu'un seul objet.Ma photographie · IC1396A · 54,5′ × 52,6′ · voir la fiche galerie
Melotte 15 · l'amas au centre dégagé de W42 objets — afficher
Melotte 15, tout aussi jeune : l'amas a déjà dégagé le centre de la nébuleuse du Cœur, mais reste visiblement accroché aux restes de son nuage. Le passage de l'étape un à l'étape deux, photographié en plein milieu.Ma photographie · IC 1805 · 52,9′ × 40,8′ · voir la fiche galerie
NGC 7235 : le jeune amas dans le coin
NGC 7235 au bord de la nébuleuse du Lion : environ douze millions d'années, quelque 1 500 masses solaires, à une distance semblable à celle de la nébuleuse — et probablement un enfant de la même vague de formation stellaire. Déjà dégagé, mais encore en vue de son origine.Ma photographie · NGC 7226 · 9,7′ × 11,8′ · voir la fiche galerie
NGC 6910 — un jeune amas sur fond rouge1 objet — afficher
NGC 6910, presque entièrement dégagé : un amas jeune et compact dont l'environnement rouge n'est déjà plus une pouponnière mais un décor. Dans quelques millions d'années, plus rien ici ne rappellera le nuage natal.Ma photographie · IC 1318 Panorama · 16,7′ × 14,3′ · voir la fiche galerie
NGC 1027 et le front nord-est · amas d'avant-plan sur un jeune bord de W41 objet — afficher

NGC 1027, l'étape mûre : sans gaz, teinte d'ensemble apaisée, et relié au jeune bord de W4 derrière lui par la seule projection (voir l'article sur la projection). Exactement le type d'amas dont le point de turnoff se lirait proprement.

Ma photographie · IC 1805 · 1,05° × 0,74° · voir la fiche galerie
NGC 7245 et King 9 : voisins seulement en projection2 objets — afficher

Deux amas, un seul cadrage — et trois kiloparsecs entre les deux : NGC 7245, au centre, a environ 400 millions d'années, King 9, en bas à gauche, environ trois milliards. King 9 se trouve deux fois plus loin ; le voisinage est de la pure projection. Que le reste de couleur en duo-bande suggère malgré tout la différence d'âge, c'est le point de turnoff dans sa forme la plus grossière.

Ma photographie · NGC 7226 · 39,4′ × 25,2′ · voir la fiche galerie
NGC 7226 : l'éponyme au bord de l'image1 objet — afficher
Et celui qui donne son nom au champ : NGC 7226, un amas compact d'âge intermédiaire — un peu moins d'un demi-milliard d'années, sans le moindre reste de gaz, probablement derrière la nébuleuse. Avec NGC 7235 dans l'autre coin de l'image, un amas de douze millions d'années côtoie ainsi un amas quarante fois plus vieux.Ma photographie · NGC 7226 · 26,5′ × 13,6′ · voir la fiche galerie
NGC 206 et le bras sud-ouest — un atelier stellaire et son voisinage6 objets — afficher
Et la limite supérieure du genre : NGC 206, dans M 31, n'est plus un amas lié mais une association stellaire — des centaines de jeunes étoiles bleues, réparties trop lâchement pour tenir ensemble. De telles associations se dissolvent pratiquement aussitôt ; nous ne les attrapons que parce que leurs étoiles sont brillantes et de courte durée de vie.Ma photographie · M 31 · 51,2′ × 32,7′ · voir la fiche galerie

Pour aller plus loin

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