Fiche d'activités de la leçon : Évolution stellaire Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à décrire comment des étoiles de différentes masses se sont développées au cours de milliards d'années.

Q1:

Indique les étapes suivantes de l'évolution stellaire pour une certaine étoile qui a une masse égale à 80% du Soleil:

  1. Une naine blanche
  2. Une nébuleuse
  3. Une géante rouge
  4. Une étoile de séquence principale
  5. Une protoétoile
  • Ab, a, d, c, e
  • Bb, e, d, c, a
  • Cb, c, d, e, a
  • Db, e, c, d, a
  • Ed, e, b, c, a

Q2:

Pendant combien de temps environ une étoile comme le Soleil reste-t-elle une étoile de séquence principale?

  • A100 millions d'années
  • B100 milliards d'années
  • C10 millions d'années
  • D10 milliards d'années
  • E1 millier de milliards d'années

Q3:

Quelle est, parmi les propositions suivantes, la description correcte d'une étoile naine noire?

  • AUne étoile naine noire est un objet extrêmement dense qui n'est composé que de neutrons.
  • BUne étoile naine noire est un objet qui a été laissé après une supernova dans laquelle toute la matière a été comprimée en un seul point. Le champ gravitationnel est si fort que même la lumière ne peut s'en échapper.
  • CUne étoile naine noire est un type d'étoile qui n'est pas assez massive pour déclencher la fusion nucléaire dans son noyau, et donc la seule lumière qu'elle émet provient de sa chaleur.
  • DUne étoile naine noire est une étoile naine blanche qui a refroidi de sorte qu'elle n'émet plus de lumière.
  • EUne étoile naine noire est un type d'étoile qui n'émet que des rayonnements gamma et n'émet aucune lumière visible.

Q4:

Quelle est la description correcte d'une nébuleuse parmi les suivantes?

  • AUne nébuleuse est une collection de milliards d'étoiles.
  • BUne nébuleuse est un objet dense qui n'est composé que de neutrons.
  • CUne nébuleuse est une collection de galaxies.
  • DUne nébuleuse est un nuage de gaz et de poussière à l'intérieur d'une galaxie.
  • EUne nébuleuse est une étoile à neutrons qui tourne rapidement.

Q5:

La figure illustre six étapes de l'évolution d'une étoile qui a une masse similaire à celle du Soleil. Quel est l'ordre correct des étapes?

  • A(e), (c), (d), (a), (f), (b)
  • B(e), (c), (d), (a), (b), (f)
  • C(e), (d), (c), (a), (b), (f)
  • D(e), (c), (d), (b), (a), (f)
  • E(f), (d), (c), (a), (b), (e)

Q6:

Quelle est la description correcte d'une supernova parmi les propositions suivantes?

  • AUne supernova est une explosion cataclysmique qui se produit lorsque le noyau d'une étoile massive s'effondre. Les supernovas sont si brillantes qu'elles peuvent éclipser une galaxie entière pendant des semaines.
  • BUne supernova est une explosion cataclysmique qui se produit lorsqu'un trou noir dépasse une masse 100 fois supérieure à celle du Soleil.
  • CUne supernova est une explosion cataclysmique qui se produit lorsque deux galaxies entrent en collision.
  • DUne supernova est une explosion cataclysmique qui se produit lorsque deux étoiles à neutrons entrent en collision.
  • EUne supernova est une explosion cataclysmique qui se produit lorsqu'une étoile de séquence principale comme le Soleil manque d'hydrogène pour l'utiliser dans la fusion nucléaire.

Q7:

Alpha Orionis est une étoile de la constellation d'Orion située à environ 724 années-lumière. Sa masse est 12 fois supérieure à celle du Soleil. Les observations d'Alpha Orionis suggèrent qu'elle pourrait exploser sous forme de supernova d'ici moins de 100‎ ‎000 années. Quel type d'étoile est Alpha Orionis?

  • AUne géante rouge
  • BUne étoile naine blanche
  • CUne étoile de la séquence principale
  • DUne supergéante rouge
  • EUne étoile à neutrons

Q8:

Le Soleil utilise actuellement de l'hydrogène pour la fusion nucléaire dans son noyau. À terme, il n'y aura plus d'hydrogène alors que les éléments plus lourds, comme l'hélium, subiront plutôt une fusion. Le Soleil va alors se dilater et devenir une géante rouge. Que se passera-t-il une fois que le Soleil aura épuisé les éléments plus lourds qu'il utilise pour la fusion?

  • ALe Soleil va exploser comme une supernova. Les couches extérieures du Soleil seront éjectées et le noyau deviendra un trou noir.
  • BLe Soleil va exploser comme une supernova. Les couches extérieures du Soleil seront éjectées et le noyau deviendra une étoile à neutrons.
  • CLa fusion nucléaire s'arrêtera dans le noyau et à cause de sa gravité, le Soleil s'effondrera et deviendra une étoile naine blanche.
  • DLa fusion nucléaire s'arrêtera dans le cœur et, en raison de sa gravité, le Soleil s'effondrera et deviendra une étoile à neutrons.
  • ELa fusion nucléaire s'arrêtera dans le noyau et à cause de sa gravité, le Soleil s'effondrera et deviendra un trou noir.

Q9:

Les très grandes étoiles de la séquence principale finiront par devenir des supergéantes rouges. Une fois qu'une supergéante rouge aura épuisé toute la matière qu'elle peut utiliser pour la fusion, elle explosera sous la forme d'une supernova. En fonction de sa masse initiale, l'étoile deviendra l'un des deux types d'objets astronomiques illustrés sur la figure. Quels sont les deux types d'objets que la supergéante rouge pourrait devenir?

  • A(a) et (b)
  • B(a) et (c)
  • C(b) et (f)
  • D(a) et (f)
  • E(i) et (b)

Q10:

Pour une étoile beaucoup plus grande que le Soleil, laquelle des étoiles suivantes pourrait-elle devenir?

  • AUne étoile à neutrons
  • BUne naine noire
  • CUne naine marron
  • DUne étoile à protons
  • EUne naine blanche

Q11:

Quel type d'étoile est le Soleil maintenant?

  • AUne étoile à neutrons
  • BUne étoile de la séquence principale
  • CUne étoile naine blanche
  • DUne étoile géante rouge
  • EUn pulsar

Q12:

Aucune étoile naine noire n'a jamais été observée. Laquelle des raisons suivantes explique le pourquoi?

  • ALe nombre d'étoiles naines blanches dans la galaxie est très faible; ainsi, le nombre d'étoiles naines noires est encore plus faible.
  • BLe temps qu'il faudrait à une étoile naine blanche pour se refroidir et devenir une étoile naine noire est plus long que l'âge de l'univers; par conséquent, on s'attend à ce qu'il n'y en ait pas encore.
  • CLes étoiles naines noires ne devraient se former que dans le centre de la galaxie. Comme la poussière obscurcit notre vue du centre galactique, aucune étoile naine noire n'a jamais été observée directement.
  • DLes étoiles naines noires n'émettent que des rayonnements gamma, et nous ne disposons pas encore de télescopes à rayons gamma d'une résolution suffisante pour pouvoir les détecter.

Q13:

Quelle est la description correcte d'une étoile géante rouge?

  • AUne étoile géante rouge est un type d'étoile qui ne produit de la lumière que par la chaleur. Aucune fusion ne se produit au cœur d'une étoile géante rouge.
  • BUne étoile géante rouge est une étoile qui a épuisé tout l'hydrogène qu'elle contenait et qui était disponible pour être utilisé dans la fusion nucléaire. L'étoile géante rouge commence alors à fusionner des éléments plus lourds, comme l'hélium, qui produit moins d'énergie, et donc l'étoile se dilate et se refroidit.
  • CUne étoile géante rouge est un type d'étoile qui ne produit que de la lumière infrarouge.
  • DUne étoile géante rouge est un type d'étoile qui ne produit pas de lumière ultraviolette.

Q14:

Le Soleil va-t-il devenir une étoile rouge supergéante? Si ce n'est pas le cas, indique la raison.

  • ANon, car seules les étoiles binaires deviennent des supergéantes rouges.
  • BNon, car seules les étoiles de l'univers primordial sont devenues des supergéantes rouges.
  • COui
  • DNon, car seules les étoiles du centre de la galaxie deviennent des supergéantes rouges.
  • ENon, parce qu'il n'a pas une masse assez importante.

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