Pour savoir de quelle couleur sont les étoiles, il faut d’abord parler de la lumière car quand on parle de couleur, on parle forcément de lumière. La lumière, c’est un très grand nombre de petits grains minuscules, qu’on ne voit pas individuellement, et qu’on appelle « photons ». Ces photons vibrent, mais ne vibrent pas tous de la même manière. Certains vibrent beaucoup, d’autres un peu moins car ils ont moins d’énergie. La lumière du jour qu’on a quotidiennement autour de nous est un mélange de différents photons : ceux qui ont beaucoup d’énergie, ceux qui en ont moins et tous les niveaux intermédiaires.
Les photons qui ont le plus d’énergie vont paraître bleus dans notre œil. À l’inverse, les photons qui ont moins d’énergie vont paraître plutôt rouges. Entre les deux, les photons ont des énergies intermédiaires, donc des jaunes, des verts, etc.
Prenons l’exemple d’un phénomène de la vie courante qui nous rapproche des étoiles : le feu. Un feu de cheminée par exemple est plutôt rouge orangé. Par contre, le feu de la gazinière est plutôt bleu. Ces feux de différents types n’envoient pas les mêmes photons. Certains envoient des photons avec beaucoup d’énergie, qui donnent une flamme bleue et d’autres envoient des photons avec moins d’énergie qui donnent une flamme rouge. Ainsi les flammes bleues sont plus chaudes que les flammes rouges.
Qu’est-ce qu’une étoile ?
Venons-en maintenant aux étoiles. Qu’est-ce qu’une étoile ? C’est un amas de gaz qui s’est contracté sur lui-même, on dit qu’il s’est effondré. Quand un gaz s’effondre sur lui-même, il se met à chauffer, ce qui déclenche des réactions dans la matière. Ces réactions permettent la production de lumière. Toutes les étoiles n’ont pas la même couleur. Certaines comme le feu de la gazinière, émettent plus de photons bleus, donc on va les voir bleues. Certaines, comme le feu de cheminée, émettent plus de photons rouges, on va donc les voir rouges.
Entre les deux, on pourrait se dire que certaines étoiles doivent envoyer beaucoup de photons verts par exemple. Ce n’est pas le cas. Ces étoiles-là émettent un peu tous les photons en même temps. Quand les photons sont tous mélangés, ça donne du blanc. Les étoiles n’ont donc que 3 catégories de couleur : les bleues, les blanches et les rouges. Voilà les trois couleurs d’étoiles qu’on peut voir dans le ciel la nuit.
De quelle couleur est notre soleil ?
Le soleil est une étoile particulière puisque c’est notre étoile, notre voisine. On pense que le soleil est jaune, mais c’est parce que notre atmosphère sur Terre filtre certains photons, notamment les bleus. C’est pour ça que le ciel est bleu et que le soleil nous apparaît jaune. Pourtant, dans l’espace, le soleil est presque blanc, il fait donc partie des catégories intermédiaires.
Est-ce que la couleur d’une étoile détermine son âge ?
La nuit, en regardant le ciel, on peut voir les couleurs des étoiles : à l’œil nu on voit surtout les plus brillantes, mais avec de simples jumelles ou un télescope c’est encore plus net.
Les étoiles les plus chaudes (bleues) brûlent leur carburant plus vite que les étoiles moins chaudes (rouges). Donc quand on voit une étoile bleue dans le ciel, c’est une étoile jeune, bien plus jeune que notre soleil. Et une étoile rouge est en général bien plus vieille.
Par exemple dans la nébuleuse d’Orion, un immense nuage de gaz visible en hiver, il y a des étoiles bleues qui se sont formées dans ce nuage, et qui sont très jeunes et très chaudes.
Le satellite européen Gaia est un satellite qui mesure les positions et les couleurs de beaucoup d’étoiles autour de nous, dans notre galaxie. Au travers de cette mesure des couleurs des étoiles, les scientifiques peuvent déduire leur âge, leur masse et leur température. Voilà plein de choses intéressantes pour apprendre la vie des étoiles. Gaia a déjà mesuré presque 2 milliards d’étoiles !
Cet article est basé sur un épisode du podcast « Raconte-moi l’espace », une série produite par le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES).
Si toi aussi tu as une question, demande à tes parents d’envoyer un mail à : tcjunior@theconversation.fr. Nous trouverons un·e scientifique pour te répondre.