Pourquoi les étoiles proches comme Proxima Centauri et l'étoile de Barnard ne sont-elles pas visibles à l'œil nu?

Proxima Centauri est l'étoile la plus proche de la terre autre que le soleil, mais elle n'est pas visible à l'œil nu, mais les étoiles plus éloignées se trouvent facilement dans le ciel nocturne. Pourquoi donc?

star-systems apparent-magnitude

— immanebula
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Sur les 100 milliards d'étoiles estimées dans notre galaxie (1,2 milliard actuellement cartographiées), seulement environ 2000 sont visibles à l'œil nu. Comme le note @john, la seule raison pour laquelle nous voyons ces 2000 étoiles est qu'elles sont soit 1) assez proches de nous, soit 2) des étoiles extrêmement grandes. Alpha Centauri (que nous pouvons voir) est de la taille de notre soleil. Proxima est beaucoup plus petite.

— barrycarter

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— Rob Jeffries

C'est environ 5000 dans tout le ciel nocturne, mais bien sûr, vous ne pouvez voir qu'un peu moins de la moitié à la fois.

— Rob Jeffries

@Zaibis J'allais voir l'étoile de 1628 "Catalogue des étoiles les plus brillantes" ( cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/Cat?V/53A ), le premier catalogue d'étoiles que j'ai jamais utilisé, mais vous avez raison: vous peut voir les étoiles plus faibles que la magnitude 5 lorsque les conditions sont bonnes. Le vrai nombre se situe probablement entre 1628 et les 9110 étoiles répertoriées dans le "Yale Bright Star Catalog" ( tdc-www.harvard.edu/catalogs/bsc5.html ) jusqu'à la magnitude 7.

— barrycarter

@RobJeffries Un peu compliqué le compte exact si vous voulez être pédant (et apparemment je le fais) est le fait que la galaxie Andromède et les deux nuages magellaniques peuvent être vus à l'œil nu, ce qui n'est possible que parce que la lumière de toutes ces étoiles se combine pour les rendre visibles à cette distance. Donc, selon l'importance de pouvoir distinguer les étoiles les unes des autres, le nombre se situe entre 5000 et 1 000 000 000 000 d'étoiles.

— Ray

Réponses:

La réponse de John est correcte. Pour plus de détails:

La luminosité des étoiles correspond à peu près à la 4e puissance de leur masse relative. Cela tombe un peu pour les très grandes étoiles, mais pour les petites étoiles, c'est dans le stade. (Phases géantes rouges non incluses.)

Proxima Centauri représente environ 12% de la masse de notre soleil et environ 14% du diamètre du soleil. À 12% sa masse, sa luminosité, en utilisant la 4ème règle de puissance, est d'environ 0,02% ou 1/5 000ème de luminosité. C'est la lumière totale. Parce qu'il est plus petit et plus froid, une grande partie de cette lumière est dans la plage infrarouge que nous ne pouvons pas voir. En termes de lumière visible ou de magnitude visuelle, il est environ 1/20 000e aussi brillant que notre soleil. Cela signifie que pour qu'il soit aussi brillant que notre soleil de la Terre dans la lumière visible, il devrait être à environ 1 million de kilomètres. Si elle était aussi éloignée que Pluton, environ 40 UA en moyenne, elle ne serait pas très différente de Vénus au pic de luminosité de Vénus, avec une couleur rouge distincte.

Les étoiles plus grandes peuvent avoir une luminosité plus de 100 000 fois plus brillante que notre Soleil. Donc, parce que la masse de l'étoile affecte la luminosité à environ la 4e puissance, ce qui se résume vraiment à la taille.

La distance importe aussi, mais seulement au carré de la distance, donc la masse de l'étoile compte plus. Voici un article avec un graphique des étoiles visuellement les plus brillantes du ciel. Les nombres négatifs et les nombres plus petits correspondent à une plus grande luminosité.

Cela va sans dire, mais pratiquement aucune des étoiles visibles à l'œil nu n'est une étoile naine rouge, même si elle est le type d'étoile le plus courant. Ils sont trop faibles pour que nous puissions les voir à plusieurs années-lumière.

— userLTK
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En fait, presque toutes les étoiles visibles à l'œil nu (je suis sûr que vous pouvez nommer les exceptions) sont plus lumineuses que le soleil.

— Rob Jeffries

@RobJeffries Merci pour cela. Je soupçonnais que ce pourrait être le cas, mais je ne voulais pas le dire sans en être sûr.

— userLTK

Les étoiles varient beaucoup en taille et en luminosité. Les étoiles proches que vous avez mentionnées sont moins brillantes que de nombreuses étoiles beaucoup plus éloignées. Nous voyons les étoiles brillantes mais pas les moins brillantes. C'est comme comparer l'efficacité de l'ancienne lampe de poche à 2 piles à celle de 5 piles. Les deux sont des lampes de poche mais l'une est beaucoup plus lumineuse que l'autre.

— jmh
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