Classe de luminosité

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En astronomie, la classe de luminosité permet de distinguer les étoiles en fonction de leur luminosité, de même que le type spectral permet de les distinguer en fonction de leur température. En gros, la classe de luminosité est le deuxième axe du diagramme HR.

[modifier] Luminosité et âge

La luminosité et la température sont aussi liées, à travers la loi de Stefan-Boltzmann, qui peut s'écrire :

L = 4πσ R 2 T 4

où, L est la luminosité, $σ$ est la constante de Stefan-Boltzmann (ou constante de Stefan), R le rayon de l'étoile, et T sa température. Cette relation permet de donner la définition de la température effective : c'est la température du corps noir équivalent de l'étoile qui rayonne une lumonisité L pour un rayon R.

Pour un étoile de masse donnée et de composition chimique donnée la luminosité de l'étoile dépend de l'âge. Il n'y a pas de relation univoque âge-luminosité. Toutefois en première approximation les classes de luminosité sont une indication de l'état d'évolution de l'étoile et donc de son âge.

[modifier] Classification MKK

La classification des étoiles dans les classes de luminosité est appelée classification MKK, introduite en 1943 par William Morgan, Phillip C. Keenan et Edith Kellman de l'observatoire Yerkes^[1]. Cette classification est basée sur des raies spectrales sensibles à la gravité de surface, qui elle-même détermine la luminosité. En effet, le rayon d'une étoile géante étant très supérieur à celui d'une naine de même masse, la gravité à la surface d'une géante est beaucoup plus faible qu'à la surface d'une naine. Ces différences affectent à la fois l'intensité et la largeur des raies spectrales.

On distingue les classes de luminosité suivantes :

Classe	Description
0	hypergéantes
Ia	Supergéantes très lumineuses
Ib	Supergéantes moins lumineuses
II	Géantes lumineuses
III	Géantes « normales »
IV	Sous-géantes
V	Naines (séquence principale)
VI	Sous-naines (peu utilisé)
VII	Naines blanches

Par exemple, le Soleil est une naine jaune, une étoile qui n'a pas encore vieilli assez pour s'éloigner beaucoup de la ligne de séquence principale d'âge zéro (ZAMS, pour zero-age main sequence en anglais) dans le diagramme HR. Une fois qu'elle aura terminé de brûler son hydrogène dans le cœur, elle se deviendra sous-géante puis montera sur la branche des géantes, avec donc une luminosité plus grande, mais une température de surface plus faible aussi (elle apparaîtra donc rouge plutôt que jaune : une géante rouge).