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Mis à jour
le 10/09/16
 Le trajet de Hayashi
 

Il s’agit d’une étude faite par un astronome japonais, nommé Chushiro Hayashi, sur l’équilbre des étoiles totalement convectives.

Le trajet de Hayashi est une ligne pratiquement droite et verticale dans le diagramme HR, sur laquelle se trouvent toutes les étoiles totalement convectives. Une étoile est totalement convective si ce mode de transport de l’énergie est utilisé depuis le cœur jusqu’à la photosphère.

Une étoile en formation arrive depuis la droite sur le trajet de Hayashi. Elle résulte de l’effondrement d’un nuage de gaz, dont la température augmente avec la pression croissante. Lorsque l’étoile atteint ce stade, la contraction est freinée par la pression croissante (l’opacité du milieu devient significative, retenant l’énergie gravitationnelle produite, qui doit être évacuée par la convection).

La position verticale de cette ligne indique que l’évolution de l’étoile sur le trajet de Hayashi, est isotherme : la température surperficielle de l’étoile ne change pratiquement pas. Mais sa luminosité baisse, ce qui ne peut s’expliquer, à température constante, que par une diminution du rayon de l’étoile, qui se contracte lentement. Au cours de la contraction, la température centrale augmente, jusqu’à l’allumage de la fusion de l’hydrogène au centre. Alors, l’étoile quitte le trajet de Hayashi vers la gauche, sa température superficielle augmentant.

Le trajet de Hayashi dépend un peu de la métallicité, et la ligne se décale légèrement selon l’abondance d’éléments lourds dans les étoiles. Si on prend en compte ce paramètre, on obtient alors une famille de droites parallèles.

Les différentes lignes de Hayashi se trouvent à droite du diagramme HR, dans la partie correspondant à des températures superficielles de 3.000 à 5.000 K. Ces lignes sont presque verticales.

Après la Séquence Principale, les étoiles sont amenées à retourner vers le trajet de Hayashi dans leur ascension vers la branche des géantes. Cette ligne marque alors une frontière qu’elles ne peuvent traverser. Après ce second passage sur la ligne, l’étoile repart vers la gauche pour se stabiliser sur la branche des Géantes.

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