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La très grande variété des étoiles est illustrée dans ce diagramme. Chaque étoile y est représentée par un point dont l'abscisse est la température de sa surface et l'ordonnée sa luminosité (intensité totale du rayonnement émis par sa surface). Le code de couleur indique le nombre d'étoiles de la région, telles qu'elles ont été observées par le satellite HIPPARCOS.
Crédit : Observatoire de Paris / LESIA

Dans une étoile comme le Soleil, la température varie de 5500 °C environ en surface jusqu'à plus de 15 millions de °C au centre, la densité varie de moins d'un millionième de gramme par centimètre cube en surface à approximativement 150 grammes par centimètre cube au centre.

Mais le Soleil est une étoile moyenne. Certaines étoiles sont beaucoup plus massives (jusqu'à 100 fois plus) ou moins massives (jusqu'à 10 fois moins). Certaines sont plus chaudes en surface (jusqu'à 25000°C) ou plus froides (jusqu'à 2000°C).

Dans certaines étoiles, la température centrale peut atteindre plusieurs centaines de millions de degrés, dans d'autres (étoiles à neutrons), la densité au centre pourrait atteindre un milliard de tonnes par centimètre cube.