Pourquoi les étoiles ne peuvent-elles pas être multicolores comme des géantes gazeuses?
Les géantes gazeuses comme Jupiter et Saturne ont des bandes de couleurs différentes dans leur atmosphère. Ceux-ci sont dus à la rotation des planètes. Les étoiles tournent aussi, alors pourquoi la plupart des étoiles ont-elles des taches / taches de couleur plutôt que des rayures latitudinales?
Réponses
La rotation n'est pas le bon arbre sur lequel aboyer.
Vous voyez des variations de couleur sur les géantes gazeuses en raison de différences de composition, c'est-à-dire des nuages d'ammoniac vs d'acide sulfurique sur Jupiter, qui sont transportés différemment sur la planète en rotation dans les bandes montantes / descendantes.
Les taches sur les étoiles sont dues à une physique très différente. Aux températures qui prévalent sur les surfaces stellaires, les molécules sont majoritairement dissociées et ionisées, on appelle cet état un plasma, donc plus d'effets de couleur dus à l'ammoniac ou autres. Les points d'étoile sont des concentrations du champ magnétique local, qui est couplé à la dynamique du plasma. Le champ magnétique écarte le gaz et laisse la surface se refroidir localement. Cela crée des taches sombres que vous voyez sur les étoiles comme notre soleil.
Il existe une région de transition en termes de température de surface de 2000-3000K, au niveau des masses de naines brunes. Ces étoiles défaillantes semblent présenter des bandes sombres sur leurs surfaces, ce qui serait dû à l'absorption de molécules exotiques à haute température comme TiO et VO (oxyde de titane et de vanadium).
Les atomes des étoiles ont des électrons dissociés à des distances aléatoires, ils sont ionisés et l'énergie convertie en lumière est à un spectre continu de longueurs d'onde et de couleurs.
Les éléments les plus lourds avec un potentiel de couleur tombent dans l'étoile.
Les bandes de couleur des étoiles proviennent d'atomes plus froids dans la haute couronne, qui peuvent se refroidir et avoir des orbites électroniques fixes qui produisent des longueurs d'onde fixes.
Pour avoir des étoiles colorées, vous auriez besoin d'un nuage de voile élémentaire qui agit comme un écran couleur.
Les géantes gazeuses n'émettent pas de rayonnement, elles le réfléchissent. En raison de leur composition mixte, différentes quantités de lumière sont absorbées de différentes manières, ce qui leur donne leurs couleurs distinctes.
Les étoiles, quant à elles, brillent à cause de l'énergie produite en leur cœur et leur composition est presque purement hydrogène.
Ainsi, en raison de leur température élevée, et presque complètement ou de leur composition, les étoiles ne brillent que dans une seule couleur, tandis que les géantes gazeuses ont des combinaisons de couleurs distinctes.
Bien que les étoiles ne brillent pas exactement d'une seule couleur, elles émettent un rayonnement de manière prévisible (selon la formule de déplacement de Wein) qui donne la relation entre la température et la longueur d'onde du rayonnement le plus émis.