Luminosité - Définition

Autres types de luminosités

Indépendamment de la luminosité de la surface d'un astre à l'équilibre thermique, définie par la relation L = 4πR²σT⁴, on peut définir la luminosité de tout processus physique par la détermination de la quantité d'énergie qu'il rayonne, et ce dans ou hors du domaine électromagnétique. Ainsi, on utilise quand nécessaire les termes de :

• Luminosité neutrinique, correspondant à l'énergie rayonnée par un astre sous forme de neutrinos, également produits lors des réactions nucléaires au cœur des étoiles
• Luminosité d'accrétion, correspondant à l'émission résultant du phénomène d'accrétion, c'est-à-dire par la captation de matière par un astre compact (naine blanche, étoile à neutrons ou trou noir)
• Luminosité d'Eddington correspondant à la luminosité d'accrétion maximale que peut avoir la luminosité d'accrétion en régime stationnaire
• Luminosité gravitationnelle, correspondant à la puissance émise sous forme d'ondes gravitationnelles par deux astres massifs en orbite rapprochée
• Luminosité de ralentissement, correspondant à l'énergie électromagnétique rayonnée par un pulsar du fait de sa rotation rapide et de son champ magnétique intense.

La luminosité ordinaire d'un astre n'est pas le processus le plus énergétique en astrophysique. Par exemple, la luminosité de ralentissement des pulsars énergétiques, tel PSR B0531+21 (le pulsar du Crabe), est 200 000 fois plus grande que la luminosité du Soleil. La luminosité d'accrétion, principalement émise dans le domaine des rayons X, atteint facilement 10³¹ W, soit plusieurs dizaines de milliers de fois la luminosité du Soleil. La luminosité neutrinique d'une étoile massive en fin de vie est largement supérieure à sa luminosité électromagnétique, du fait que les réactions nucléaires qui produisent l'énergie de l'astre produisent bien plus de neutrinos que de rayonnement électromagnétique. Par exemple, lors de la phase de combustion du silicium dans une étoile de 20 masses solaires, la luminosité électromagnétique est estimée à 4,4×10³¹ W (environ 100 000 luminosités solaires), alors que la luminosité neutrinique atteint les 3,3×10³⁸ W, soit près de 10 millions de fois la luminosité électromagnétique de l'astre. Lors de l'implosion du cœur d'une étoile massive, initiant le stade de supernova, la luminosité neutrinique atteint les 10⁴⁵ W. Enfin, les événements donnant lieu aux plus violentes libérations d'énergie dans l'univers correspondent à la fusion de deux étoiles à neutrons ou trous noirs de même masse, dont la luminosité gravitationnelle approche la luminosité de Planck, soit environ 10⁵² W.