Le diagramme de Hertzsprung-Russel

...ou diagramme HR, en version raccourcie.

Court historique:

En 1912, deux scientifiques ont entrepris chacun de leur côté de classer les principales étoiles connues dans un diagramme:

- Ejnar Hertzsprung, chimiste danois ( 1873 -1967). - Henry Russel , astronome américain ( 1877- 1957)

Dans ce diagramme, on trouve deux paramètres stellaires permettant de positionner l'étoile dans le diagramme:

- en abscisse ( axe horizontal), l'indice de couleur de l'étoile (B-V) qui est lui même fonction de la température de surface de l'étoile.

- en ordonnée (axe vertical), la magnitude visuelle absolue de l'étoile qui dépend de la vraie luminosité de l'étoile.

Ils ont chacun abouti à un diagramme de ce type:

Leur diagramme contenait beaucoup moins d'étoiles que celui présenté ici mais il en ressortait que:

-la majeure partie des étoiles se situait sur une droite affectée d'une légère forme de S, appelée séquence principale.

-la répartition des étoiles semblait obéir à une loi physique sous-jacente et notamment, la luminosité des étoiles semble étroitement liée à leur température de surface.

Pour réaliser ce diagramme, il fallait au préalable:

- mesurer la magnitude visuelle apparente des étoiles (par la méthode photographique encore utilisée aujourd'hui)

- en déduire la magnitude visuelle absolue ( avec la formule du module de distance) et pour cela connaître la distance entre l'étoile et l'observateur, elle même

déterminée par la méthode de la parallaxe.

On obtenait alors la coordonnée verticale de l'étoile sur le diagramme.

Pour obtenir la coordonnée horizontale, on utilisait là encore la méthode photographique:

- une image de l'étoile réalisée avec un filtre bleu (bande B) et détermination de la magnitude visuelle B dans cette bande.

- une image de l'étoile réalisée avec un filtre laissant passer le rayonnement correspondant au maximum de sensibilité de l'oeil humain (bande V) et détermination de

la magnitude visuelle V dans cette bande.

- ce que l'on appelle l'indice de couleur  est en fait la différence B - V des précédentes magnitudes.

L'indice de couleur est un bon indicateur de la température de l'étoile ; en effet la comparaison entre  la magnitude visuelle B mesurée dans la partie bleue du spectre

visible par rapport à la magnitude visuelle V mesurée dans la partie  du spectre où l'oeil humain est le plus sensible ( rouge et vert) permet de savoir si l'étoile produit

plus de lumière bleue que de rouge ou inversement.

Rappelons ensuite que plus l'éclairement est ( ou éclat) d'une étoile est grand, plus la magnitude est petite.

Donc, si une étoile produit plus de lumière bleue que de lumière rouge, la magnitude visuelle B sera inférieure à la magnitude visuelle V et l'indice B-V sera négatif.

Un indice B-V négatif révèle que l'étoile sera probablement de couleur bleue-blanche ce qui veut dire que sa température de surface est assez élevée.

A l'inverse , si B-V est positif, cela implique que l'étoile produit plus de lumière dans le domaine rouge du spectre par rapport au domaine bleu: l'étoile sera donc de

couleur rouge-orangée et de température de surface plus faible que l'étoile bleue-blanche.

Plus la valeur de B-V est négative, plus l'étoile est bleue et plus elle est chaude.

Plus la valeur de B-V est positive, plus l'étoile estrouge et plus elle est froide.

Pour les étoiles actuellement connues, l'indice de couleur est compris entre -0,3 + 1,8 ce qui donne une échelle de température allant de 30 000 °K à  3000°K.

Ci-dessous, le graphique indiquant la correspondance indice de couleur /température:

L'indice de couleur étant reliée à la température et la température étant reliée à la classe spectrale de l'étoile, on peut aussi trouver des diagrammes HR avec la classe

spectrale en abscisse.