Généré en français avec l'IA à partir de notre quiz anglais ; les sources renvoient vers Wikipédia en français.
Une géante rouge est une étoile en fin de vie : son noyau n'a plus d'hydrogène, son enveloppe enfle et sa surface refroidie vire à l'orange. Ce quiz parcourt les grandes étapes de cette évolution, des branches du diagramme H-R au flash de l'hélium, jusqu'à la nébuleuse planétaire finale. Il fait aussi un détour par Bételgeuse, la célèbre supergéante d'Orion : son nom arabe, ses caprices d'éclat et sa compagne récemment baptisée.
Les 30 questions avec réponses et explications. Jouer au quiz
Q 01Pourquoi une étoile rougit-elle en devenant une géante ?
Sa surface refroidit
Ce stade tardif de l'évolution stellaire concerne les étoiles lumineuses de masse faible ou intermédiaire.
Q 02Environ combien de milliards d'années le Soleil passe-t-il sur la séquence principale ?
10
Une étoile de cette masse y brille sous la forme d'une naine jaune, tant que son noyau contient assez d'hydrogène.
Q 03Quelle caractéristique rend les géantes rouges bien plus lumineuses que le Soleil ?
Grande taille
Leur enveloppe a pourtant une densité énergétique plus faible que celle du Soleil.
Q 04Que forment les couches externes éjectées par une géante rouge en fin de vie ?
Nébuleuse planétaire
Ce qui reste de l'étoile au centre forme une naine blanche.
Q 05Quel diagramme a révélé l'existence des géantes rouges au début du XXe siècle ?
Hertzsprung-Russell
Il a montré deux familles d'étoiles froides de tailles très différentes : les naines, dites aujourd'hui de la séquence principale, et les géantes.
Q 06Quel effet une masse plus élevée a-t-elle sur la durée de fusion de l'hydrogène d'une étoile ?
Elle la raccourcit
Une étoile de trois masses solaires ne reste ainsi que 500 millions d'années sur la séquence principale.
Q 07Quelle étoile devance souvent Bételgeuse en éclat dans la constellation d'Orion ?
Rigel
Bételgeuse porte pourtant la lettre « alpha » dans la désignation de Bayer.
Q 08Quel sort subit le noyau d'une étoile quand ses réserves d'hydrogène sont épuisées ?
Contraction
Sa propre gravité l'emporte dès que les réactions nucléaires s'arrêtent ; de l'hydrogène supplémentaire arrive alors dans une coquille autour de lui.
Q 09Quel astérisme Bételgeuse dessine-t-elle avec Sirius et Procyon ?
Triangle d'hiver
Bételgeuse en occupe l'un des sommets, depuis la constellation d'Orion.
Q 10Quel nom porte l'embrasement quasi simultané de tout le noyau dégénéré d'une géante rouge ?
Flash de l'hélium
Dans les étoiles plus massives, le noyau n'est pas dégénéré à ce stade et la fusion démarre beaucoup plus en douceur.
Q 11À l'éclat de quel astre celui de Bételgeuse en explosion serait-il comparable depuis la Terre ?
Lune
L'étoile serait alors visible en plein jour pendant plusieurs jours, avant de se changer peu à peu en nébuleuse.
Q 12À quels types spectraux appartiennent typiquement les géantes rouges ?
K et M
S'y ajoutent les étoiles de type S et la plupart des étoiles carbonées, elles aussi rangées parmi ces astres froids.
Q 13Que devient une étoile en expansion juste avant de rejoindre la branche des géantes rouges ?
Sous-géante
Ses couches externes enflent car elles absorbent la majeure partie de l'énergie supplémentaire produite par la fusion dans la coquille.
Q 21Quelle partie du corps désigne le terme arabe à l'origine du nom Bételgeuse ?
Main
Le terme complet renvoie à al-jawzāʾ, un personnage féminin de l'Arabie ancienne dont la signification reste obscure.
Q 22Par quelle technique Michelson et Pease ont-ils mesuré le diamètre angulaire de Bételgeuse ?
Interférométrie
Faite en 1920 au télescope Hooker de l'observatoire du Mont Wilson, cette mesure était la première d'un diamètre d'étoile.
Q 23Combien de cellules de convection la surface visible d'une géante rouge compterait-elle ?
Quelques grandes
Celle du Soleil est au contraire formée d'une multitude de granules.
Q 14Par quelle réaction les étoiles du red clump fusionnent-elles l'hélium en carbone ?
Triple-alpha
Ces étoiles occupent la moitié froide de la branche horizontale.
Q 15Jusqu'à la nucléosynthèse de quel élément les étoiles très massives évoluent-elles ?
Fer
Cet élément, le plus stable, absorbe énormément d'énergie et ne peut fusionner ; ces étoiles sont alors devenues des supergéantes rouges.
Q 16Combien de temps dure au total la phase de géante rouge d'une étoile de masse solaire ?
Un milliard d'années
La quasi-totalité de cette durée se passe sur la branche des géantes rouges ; les phases suivantes sont des dizaines de fois plus rapides.
Q 17Jusqu'à combien de masses solaires une étoile peut-elle devenir une géante rouge ?
8
La limite basse est de 0,3 masse solaire ; l'étoile doit aussi avoir épuisé l'hydrogène de son noyau et le brûler dans une coquille qui l'entoure.
Q 18Quelle couche n'est pas bien délimitée chez une géante rouge, faute de densité suffisante ?
Photosphère
Le bord de ces étoiles n'est donc pas net, contrairement à ce que montrent de nombreuses illustrations.
Q 19Jusqu'à combien de rayons solaires une étoile de la branche des géantes rouges s'étend-elle ?
200
Ces étoiles, les géantes rouges les plus courantes, brûlent encore de l'hydrogène dans une coquille entourant un noyau inerte.
Q 20Quelle étoile brillante d'Orion porte un nom venu du latin et non de l'arabe ?
Bellatrix
Les autres étoiles brillantes qui dessinent les contours de la constellation doivent leur nom à la traduction en latin des ouvrages de l'astronomie arabe.
Q 24De quoi se compose le noyau inerte d'une étoile de la branche asymptotique des géantes ?
Carbone et oxygène
Autour de ce noyau, une première coquille fusionne l'hélium et une deuxième l'hydrogène.
Q 25Quelles particules dégénérées empêchent le noyau d'une petite géante rouge de s'effondrer ?
Électrons
Ce cas concerne les étoiles de moins de deux masses solaires, dont le noyau devient assez dense pour cela.
Q 26Que devient l'enveloppe d'une future géante rouge assez refroidie pour cesser de se dilater ?
Convective
Sa luminosité se met alors à augmenter et l'étoile commence à monter sur la branche des géantes rouges.
Q 27Quel effet fait se dilater les couches externes d'une étoile quand sa coquille se resserre ?
Miroir
Il joue dans les deux sens : si la coquille se dilate, les couches situées au-dessus se resserrent.
Q 28Quelle propriété oriente une géante vers la branche horizontale plutôt que vers le red clump ?
Métallicité
Les étoiles pauvres en éléments lourds rejoignent la branche horizontale pendant la fusion de l'hélium de leur noyau ; les plus riches se retrouvent dans le red clump.
Q 29Quel érudit de la Renaissance a forgé une étymologie erronée du nom Bételgeuse ?
Joseph Juste Scaliger
Il voulait justifier la transcription médiévale Bedalgeuze, née d'une erreur de lecture entre deux lettres arabes, en partant d'un mot qui signifie aisselle.
Q 30Quelle limite le noyau d'une future géante rouge approche-t-il avant de se resserrer ?
Schönberg–Chandrasekhar
La coquille où brûle l'hydrogène se resserre elle aussi, tandis que les couches situées au-dessus se dilatent.