Masse solaire
La masse solaire est l’unité de référence utilisée en astronomie pour exprimer la masse des étoiles, des trous noirs, des galaxies et d’autres objets célestes. Elle est égale à la masse du Soleil : environ 1,989 × 10 puissance 30 kilogrammes, soit environ 333 000 fois la masse de la Terre. Utiliser cette unité permet d’exprimer les masses astronomiques avec des nombres maniables.
Pourquoi cette unité ?
La masse du Soleil est une référence naturelle pour l’astronomie stellaire. Plutôt qu’écrire des chiffres astronomiques en kilogrammes, les astronomes expriment simplement les masses en multiple de la masse solaire. Dire qu’une étoile pèse 20 masses solaires est bien plus lisible que d’écrire 3,978 × 10 puissance 31 kg. La masse solaire est notée M avec un symbole solaire en indice.
Les limites de masse des étoiles
La masse solaire permet de définir des seuils importants dans la vie des étoiles. Une étoile doit avoir au moins 0,08 masse solaire pour déclencher la fusion de l’hydrogène — en dessous, c’est une naine brune. Les étoiles inférieures à 8 masses solaires finissent en naine blanche. Celles entre 8 et environ 20 masses solaires laissent une étoile à neutrons. Les plus massives, au-delà de 20 masses solaires, peuvent former un trou noir.
Les extrêmes de masse
La masse solaire permet de prendre conscience des échelles. La plus petite étoile confirmée, EBLM J0555-57Ab, pèse environ 0,085 masse solaire. Le trou noir stellaire le plus massif connu, Cygnus X-1, pèse environ 21 masses solaires. Sagittarius A*, le trou noir supermassif de la Voie Lactée, pèse 4 millions de masses solaires. TON 618, l’un des quasars les plus massifs connus, dépasse 66 milliards de masses solaires.
Le saviez-vous ?
Le Soleil perd de la masse en permanence : chaque seconde, il convertit 4 millions de tonnes de masse en énergie par fusion nucléaire, et éjecte plusieurs milliards de kilogrammes de matière sous forme de vent solaire. Sur sa vie entière, il perdra environ 0,1% de sa masse totale.
Questions fréquentes
Comment mesure-t-on la masse d’une étoile ?
Principalement via la loi de Kepler appliquée aux systèmes binaires. En observant comment deux étoiles orbitent l’une autour de l’autre, on peut calculer leurs masses respectives. Pour les étoiles isolées, on utilise des relations empiriques entre luminosité et masse.
La masse solaire change-t-elle avec le temps ?
Oui, légèrement. Le Soleil perd de la masse par fusion nucléaire et vent solaire. Mais sur l’échelle de sa vie totale, cette perte représente moins de 0,1% de sa masse initiale — un changement négligeable pour les calculs astronomiques courants.
Peut-on comparer la masse d’une galaxie en masses solaires ?
Oui. La masse totale de la Voie Lactée est estimée à environ 1 000 milliards de masses solaires, en incluant la matière noire. La masse en étoiles seules est d’environ 60 milliards de masses solaires. Ces chiffres donnent une idée de l’échelle des structures galactiques.