Masse des astres

La masse d'un corps est déterminée par la loi de la gravtitation, ce qui  impose d'avoir deux astres liés par la force de gravité.  En effet, la troisième loi de Kepler permet d'obtenir une valeur de la somme des masses et la loi du barycentre d'obtenir la valeur du produit des deux masses. Ainsi il est possible de déterminer précisément la valeur des deux masses.

Masses des planètes et du Soleil

La masse du Soleil est très supérieur à l'ensemble des toutes les masses des planètes. On peut donc ramener l'étude du mouvement d'une planète à un problème à deux corps (en négligeant l'influence des autres planètes).  La troisième loi de Kepler permet d'obtenir la masse du Soleil en considérant le mouvement d'une planète, mais aussi la masse d'une planète en considérant la trajectoire d'un de ses satellites.

Masse des étoiles

Les étoiles binaires

La détermination de la masse des étoiles repose sur l'étude de couples d'étoiles: les étoiles binaires. Ces étoiles forment un couple car elle se trouvent proches et donc liées par la gravité. L'étude du mouvement de ces étoiles autour de leur centre de gravité commun permet d'avoir accès à leurs masses respectives, cependant il est très difficile d'obtenir tous les paramètres du problème. Seule une cinquantaine d'étoiles se sont vues attribuer une masse précise.

Relation masse-luminosité

A partir des étoiles dont les masses ont été mesurées précisément, on a obtenu une relation entre le spectre et la masse: les étoiles ayant le même spectre, on une masse à peu près équivalente.
Ceci permet donc de déterminer la masse à partir du spectre de l'étoile. Ce sont les étoiles les plus massives qui sont les plus lumineuses. Toutes les étoils appartenant à la séquence principale du diagramme H-R (90% des étoiles) ont une relation simple entre masse et luminosité. Les étoiles situées en dehors de la séquence principale n'obéissent plus à la même loi, du fait de leur état particulier. Ainsi l'examen du spectre d'une étoile permet de savoir si elle appartient à la séquence principale et donc de connaître sa masse avec sa luminosité.

Masse des galaxies

La détermination de la masse des galaxies est assez délicate, elle repose sur l'bservation des mouvments de différentes régions de la galaxie.  En effet, toutes les étoiles d'une galaxie sont animés d'un mouvement de rotation autour du centre et il forme la "courbe de rotation" de la galaxie. A partir de l'analyse spectroscopique de cette courbe, on est capable de déterminer la vitesse de rotation de la galaxie. Comme celle-ci est liée à la masse par les lois gravitationnelles, on peut obtenir la masse de la galaxie. Cependant cette masse est approximative car il est très difficile de savoir où s'arrête une galaxie et de plus la répartition de masse à l'intérieur de la galaxie n'est pas pris en compte. Les galaxies présentent des masses très variables, allant de 100 millions à 1000 milliards de masses solaires.

Masse de l'univers

La recherche de la masse totale de l'univers est un problème non résolu et qui est important, puisqu'il permet de prédire l'évolution à long terme de l'univers. Il faut savoir que l'univers est composé de régions très vides et de régions extrèmement denses (trous noirs,...).