Pourquoi les étoiles ont-elles différentes couleurs ?

Depuis la Terre, les étoiles semblent peu ou prou toutes un peu blanches. Comme elles sont très éloignées, leur luminositéluminosité est faible, et l'œilœil est donc dans ce cas peu sensible aux couleurs. Mais lorsqu'on observe le ciel avec une lunette ou un télescope par exemple, on s'aperçoit que certaines étoiles tirent sur le rouge, le bleu, ou le jaune. Dans la constellation d'Orion par exemple, l'étoile Bételgeuse apparaît rouge, tandis que l'amas de Pléiades, dans la constellation du taureau, les étoiles sont plutôt bleutées.

Une étoile est une boule de gaz qui émet de la chaleurchaleur. Comme toute matièrematière chaude, elle va rayonner de la lumièrelumière. Au début du XX^e siècle, Ejnar Hertzsprung et Henry Norris Russell ont montré qu'il existe une relation étroite entre la couleur d’une étoile et sa température : contrairement à l'intuition, les étoiles les plus chaudes sont bleues et les plus froides sont rouges. Un peu comme une barre de ferfer : si on la chauffe un peu, elle rougit, mais si on continue à la chauffer longtemps elle va devenir blanche voire bleue une fois fondue. Dans l’Univers, on trouve ainsi des étoiles allant de 3.000 kelvinskelvins à 30.000 kelvins. En fait, les étoiles n'émettent pas de la lumière en une seule longueur d'ondelongueur d'onde. La lumière blanche par exemple est une superposition de toutes les couleurs du spectrespectre, et lorsque l'étoile apparaît rouge, c'est qu'elle émet un « pic » dans le rouge.

La couleur des étoiles selon leur température. © DR

Analyse spectrale d’une étoile

L'analyse spectrale d'une étoile permet de tirer de nombreuses informations sur sa massemasse, sa composition, son âge ou sa vitessevitesse. La hauteur relative des raies nous indique par exemple le degré d'ionisationionisation d'un gaz, la forme des raies nous renseigne sur la pressionpression, le champ électriquechamp électrique et la turbulenceturbulence, et un déplacement particulier des raies, appelé l'effet Zeeman, est un indicateur du champ magnétique. De même, le décalage spectral vers le rouge ou le bleu nous indique la vitesse de déplacement de l'étoile via l'effet Dopplereffet Doppler, qui fait que la fréquencefréquence de l'onde lumineuse augmente ou diminue selon la distance de l'observateur.