Pléiades (amas d’étoiles)

2007 Sélection des écoles Wikipedia. Sujets connexes : Espace (Astronomie)

Les Pléiades sont un amas ouvert dominé par des étoiles bleues chaudes entourées d’une nébulosité par réflexion

Une exposition plus courte montre moins de nébulosité.

Les Pléiades (également connues sous le nom de M45 ou les Sept Sœurs) est le nom d’un amas ouvert dans la constellation du Taureau. Il est parmi les plus proches de la Terre de tous les amas ouverts, probablement les plus connus et certainement les plus frappants à l’œil nu.

L’amas est dominé par des étoiles bleues chaudes, qui se sont formées au cours des 100 derniers millions d’années. La poussière qui forme une faible nébulosité par réflexion autour des étoiles les plus brillantes a d’abord été considérée comme provenant de la formation de l’amas, mais on sait maintenant qu’il s’agit d’un nuage de poussière non lié que les étoiles traversent actuellement. Les astronomes estiment que l’amas survivra encore environ 250 millions d’années, après quoi il se sera dispersé en raison des interactions gravitationnelles avec les bras spiraux de la galaxie et les nuages moléculaires géants.

Une connaissance précise de la distance à l’amas est très importante en astronomie car c’est une première étape cruciale sur l’échelle de distance cosmique, l’étalonnage de l’échelle de distance de l’univers entier. On sait maintenant que l’amas se situe à une distance d’environ 135 parsecs (440 années-lumière).

Historique

La comète Machholz passe près des Pléiades au début du 2005

Les Pléiades sont un spectacle important dans l’Hémisphère Nord en hiver et dans l’Hémisphère Sud en été, et sont connues depuis l’Antiquité des cultures du monde entier, y compris les Aborigènes Maoris et Australiens, les Japonais, les Aztèques et les Sioux d’Amérique du Nord. Certains astronomes grecs les considéraient comme une constellation distincte, et ils sont mentionnés par Hésiode et dans l’Iliade et l’Odyssée d’Homère. Ils sont également mentionnés trois fois dans la Bible (Job 9:9, 38:31; Amos 5:8). Les Pléiades (Kartika) sont particulièrement vénérées dans la mythologie hindoue comme les sept mères du dieu de la guerre Skanda.

Ils sont connus depuis longtemps pour être un groupe d’étoiles physiquement apparentées plutôt qu’un alignement aléatoire. Le révérend John Michell a calculé en 1767 que la probabilité d’un alignement fortuit de tant d’étoiles brillantes n’était que de 1 sur 500 000, et a si correctement supposé que les Pléiades et de nombreux autres amas d’étoiles devaient être physiquement liés. Lorsque des études ont été faites pour la première fois sur les mouvements propres des étoiles, il a été constaté qu’elles se déplaçaient toutes dans la même direction à travers le ciel, au même rythme, démontrant davantage qu’elles étaient liées.

Charles Messier a mesuré la position de l’amas et l’a inclus comme M45 dans son catalogue d’objets ressemblant à des comètes, publié en 1771. Avec la Nébuleuse d’Orion et l’amas de Praesepe, l’inclusion des Pléiades par Messier a été notée comme curieuse, car la plupart des objets de Messier étaient beaucoup plus faibles et plus facilement confondus avec des comètes — ce qui semble à peine possible pour les Pléiades. Une possibilité est que Messier voulait simplement avoir un catalogue plus grand que son rival scientifique Lacaille, dont le catalogue de 1755 contenait 42 objets, et il a donc ajouté des objets brillants et bien connus pour augmenter sa liste.

Distance

La distance aux Pléiades est une première étape importante dans la soi-disant échelle de distance cosmique, une séquence d’échelles de distance pour l’univers entier. La taille de cette première étape calibre toute l’échelle, et l’échelle de cette première étape a été estimée par de nombreuses méthodes. Comme l’amas est si proche de la Terre, sa distance est relativement facile à mesurer. Une connaissance précise de la distance permet aux astronomes de tracer un diagramme de Hertzsprung-Russell pour l’amas qui, comparé à ceux tracés pour les amas dont la distance n’est pas connue, permet d’estimer leurs distances. D’autres méthodes peuvent ensuite étendre l’échelle de distance des amas ouverts aux galaxies et aux amas de galaxies, et une échelle de distance cosmique peut être construite. En fin de compte, la compréhension par les astronomes de l’âge et de l’évolution future de l’univers est influencée par leur connaissance de la distance aux Pléiades.

Les résultats avant le lancement du satellite Hipparcos ont généralement révélé que les Pléiades se trouvaient à environ 135 parsecs de la Terre. Hipparcos a provoqué la consternation des astronomes en trouvant une distance de seulement 118 parsecs en mesurant la parallaxe des étoiles de l’amas — une technique qui devrait donner les résultats les plus directs et les plus précis. Des travaux ultérieurs ont toujours révélé que la mesure de la distance d’Hipparcos pour les Pléiades était erronée, mais on ne sait pas encore pourquoi l’erreur s’est produite. La distance aux Pléiades est actuellement considérée comme la valeur la plus élevée d’environ 135 parsecs,.

Composition

Les images radiographiques des Pléiades révèlent les étoiles aux atmosphères les plus chaudes. Les carrés verts indiquent les sept étoiles optiquement les plus brillantes.

L’amas mesure environ 12 années-lumière de diamètre et contient environ 500 étoiles au total. Il est dominé par de jeunes étoiles bleues chaudes, dont jusqu’à 14 peuvent être vues à l’œil nu en fonction des conditions d’observation locales. La disposition des étoiles les plus brillantes est quelque peu similaire à Ursa Major et Ursa Minor. La masse totale contenue dans l’amas est estimée à environ 800 masses solaires.

L’amas contient de nombreuses naines brunes — des objets ayant moins d’environ 8% de la masse du Soleil, qui ne sont pas assez lourds pour que les réactions de fusion nucléaire commencent dans leurs cœurs et deviennent de véritables étoiles. Ils peuvent constituer jusqu’à 25% de la population totale de la grappe, bien qu’ils contribuent moins de 2% de la masse totale. Les astronomes ont fait de grands efforts pour trouver et analyser les naines brunes dans les Pléiades et d’autres amas jeunes, car elles sont encore relativement brillantes et observables, tandis que les naines brunes dans les amas plus anciens ont disparu et sont beaucoup plus difficiles à étudier.

Plusieurs naines blanches sont également présentes dans l’amas. Étant donné le jeune âge de l’amas, on ne s’attend pas à ce que les étoiles normales aient eu le temps d’évoluer en naines blanches, un processus qui prend normalement plusieurs milliards d’années. On pense que, plutôt que d’être des étoiles individuelles de masse faible à intermédiaire, les progéniteurs des naines blanches doivent avoir été des étoiles de masse élevée dans les systèmes binaires. Le transfert de masse de l’étoile de masse supérieure à sa compagne au cours de son évolution rapide se traduirait par une voie beaucoup plus rapide vers la formation d’une naine blanche.

Âge et évolution future

Les âges des amas d’étoiles peuvent être estimés en comparant le diagramme H-R de l’amas avec des modèles théoriques d’évolution stellaire, et en utilisant cette technique, des âges pour les Pléiades compris entre 75 et 150 millions d’années ont été estimés. La propagation dans les âges estimés est le résultat d’incertitudes dans les modèles d’évolution stellaire. En particulier, les modèles comprenant un phénomène connu sous le nom de dépassement convectif, dans lequel une zone convective à l’intérieur d’une étoile pénètre dans une zone autrement non convective, entraînent des âges apparents plus élevés.

Une autre façon d’estimer l’âge du cluster consiste à examiner les objets de masse la plus faible. Dans les étoiles normales de la séquence principale, le lithium est rapidement détruit dans les réactions de fusion nucléaire, mais les naines brunes peuvent conserver leur lithium. En raison de sa température d’inflammation très basse de 2,5 millions de kelvins, les naines brunes de masse la plus élevée brûleront éventuellement du lithium, et ainsi déterminer la masse la plus élevée de naines brunes contenant encore du lithium dans l’amas peut donner une idée de son âge. L’application de cette technique aux Pléiades donne un âge d’environ 115 millions d’années.

Comme la plupart des amas ouverts, les Pléiades ne resteront pas gravitationnellement liées éternellement, car certaines étoiles composantes seront éjectées après des rencontres rapprochées et d’autres seront dépouillées par des champs gravitationnels de marée. Les calculs suggèrent que l’amas mettra environ 250 millions d’années à se disperser, les interactions gravitationnelles avec les nuages moléculaires géants et les bras spiraux de la galaxie accélérant également sa disparition.

Nébulosité par réflexion

Image de nébulosité par réflexion du télescope spatial Hubble près de Mérope

Dans des conditions d’observation idéales, un soupçon de nébulosité peut être observé autour de l’amas, ce qui apparaît sur les photographies à longue exposition. C’est une nébuleuse par réflexion, causée par la poussière reflétant la lumière bleue des jeunes étoiles chaudes.

On pensait autrefois que la poussière était restée de la formation de l’amas, mais à l’âge d’environ 100 millions d’années généralement admis pour l’amas, presque toute la poussière initialement présente aurait été dispersée par la pression de rayonnement. Au lieu de cela, il semble que l’amas traverse simplement une région particulièrement poussiéreuse du milieu interstellaire.

Les études montrent que la poussière responsable de la nébulosité n’est pas uniformément répartie, mais se concentre principalement en deux couches le long de la ligne de visée de l’amas. Ces couches peuvent avoir été formées par décélération due à la pression de rayonnement lorsque la poussière s’est déplacée vers les étoiles.

Noms et informations techniques

Un plan des Pléiades

Les neuf étoiles les plus brillantes des Pléiades portent le nom des Sept sœurs de la mythologie grecque: Stérope, Mérope, Electra, Maia, Taygete, Celaeno et Alcyone, ainsi que leurs parents Atlas et Pleione. En tant que filles d’Atlas, les Hyades étaient sœurs des Pléiades. Le nom de l’amas lui-même est d’origine grecque, bien que d’étymologie incertaine. Les dérivations suggérées incluent: de πλεîν plein, naviguer, faisant des Pléiades les « voiles »; de pléos, plein ou plusieurs; ou de peléiades, troupeau de colombes. Le tableau suivant donne des détails sur les étoiles les plus brillantes de l’amas:

Les Pléiades dans le folklore

La grande visibilité des Pléiades dans le ciel nocturne lui a garanti une place particulière dans de nombreuses cultures, anciennes et modernes. Dans la mythologie grecque, elles représentaient les Sept Sœurs, tandis que pour les Vikings, elles étaient des poules de Freyja, et leur nom dans de nombreuses langues européennes anciennes les compare à une poule avec des poussins.

Pour les peuples européens de l’Âge du Bronze, tels que les Celtes (et probablement beaucoup plus tôt), les Pléiades étaient associées au deuil et aux funérailles, car à cette époque de l’histoire, le quart de jour entre l’équinoxe d’automne et le solstice d’hiver (voir Samhain, aussi Halloween ou Jour de Toutes les Âmes), qui était une fête consacrée au souvenir des morts, la grappe s’élevait dans le ciel oriental lorsque la lumière du soleil s’estompait le soir. C’est à partir de ce soulèvement acronytique que les Pléiades sont devenues associées aux larmes et au deuil. À la suite de la précession au cours des siècles, les Pléiades ne marquaient plus la fête, mais l’association a néanmoins persisté et explique l’importance des Pléiades astrologiquement.

Un disque de bronze, datant de 1600 av. J.-C., provenant de Nebra, en Allemagne, est l’une des plus anciennes représentations connues du cosmos. Les Pléiades sont en haut à droite. Voir le disque du ciel de Nebra

Les anciens Aztèques du Mexique et d’Amérique centrale ont basé leur calendrier sur les Pléiades. Leur année calendaire a commencé lorsque les prêtres ont remarqué pour la première fois l’astérisme se levant héliquement à l’est, immédiatement avant que la lumière de l’aube du soleil n’efface la vue des étoiles.

Les levées héliaques marquent très souvent des points calendaires importants pour les peuples anciens. Le lever héliaque des Pléiades (vers juin) commence également la nouvelle année pour les Māori de Nouvelle-Zélande, qui appellent les Pléiades Matariki.

Australiens autochtones

Selon la tribu ou le clan, certains peuples autochtones australiens croyaient que les Pléiades étaient une femme qui avait failli être violée par Kidili, l’homme dans la lune.

Une autre version, souvent peinte par Gabriella Possum Nungurayyi car c’est son histoire de rêve (ou de création), fille de feu Clifford Possum Tjapaltjarri du mouvement artistique du désert central de Papunya, représente l’histoire de sept sœurs Napaltjarri poursuivies par un homme nommé Jilbi Tjakamarra. Il pratiquait la magie de l’amour pour séduire les sœurs mais celles-ci n’avaient aucune intention d’être avec lui et s’enfuirent. Ils se sont assis à Uluru pour chercher des fourmis à miel mais quand ils ont vu Jilbi, ils sont allés à Kurlunyalimpa et avec les esprits d’Uluru, transformés en étoiles. Jilbi se transforme en ce qui est communément appelé l’Étoile du Matin dans la ceinture d’Orion, continuant ainsi à chasser les sept sœurs à travers le ciel. (Source: Aboriginal Fine Art Gallery)

Amérindiens

Les Sioux d’Amérique du Nord avaient une légende qui liait l’origine des Pléiades à la Tour des Diables. Il était courant chez les peuples autochtones des Amériques de mesurer la netteté de la vision par le nombre d’étoiles que le spectateur pouvait voir dans les Pléiades, une pratique qui était également utilisée dans l’Europe historique, en particulier en Grèce.

Au Japon, les Pléiades sont connues sous le nom de Subaru, et ont donné leur nom au constructeur automobile. Dans les constellations chinoises, ce sont mao mao, la tête velue du tigre blanc de l’Occident, tandis que le nom du Dieu hindou Kartikeya signifie lui des Pléiades.

En astrologie occidentale, elles représentent faire face à la douleur et étaient considérées comme l’une des étoiles fixes médiévales. En tant que tels, ils sont associés au quartz et au fenouil. En astrologie indienne, les Pléiades étaient connues sous le nom d’astérisme (nakshatra) Krittika (qui en sanscrit est traduit par « les coupeurs. ») Les Pléiades sont appelées l’étoile de feu, et leur divinité dirigeante est le dieu védique Agni, le dieu du feu sacré. C’est l’un des plus importants des nakshatras, et est associé à la colère et à l’entêtement.

Le mot a acquis un sens de « multitude », inspirant le nom du mouvement littéraire français La Pléiade et d’un groupe antérieur de poètes alexandrins, la Pléiade alexandrine.