Spectre lumineux
Le spectre lumineux est la représentation de la lumière décomposée selon ses différentes longueurs d’onde. Tout comme un prisme décompose la lumière blanche en arc-en-ciel, les instruments astronomiques décomposent la lumière des étoiles pour en extraire une quantité considérable d’informations : composition chimique, température, vitesse, champ magnétique.
La spectroscopie en astronomie
Chaque élément chimique absorbe ou émet de la lumière à des longueurs d’onde spécifiques, formant une sorte d’empreinte digitale lumineuse. En analysant le spectre d’une étoile, les astronomes identifient ces raies spectrales et déterminent quels éléments la composent. C’est ainsi qu’on a découvert que le Soleil contenait de l’hélium avant même de l’isoler sur Terre — son nom vient d’ailleurs d’Helios, le dieu grec du Soleil.
Température et couleur
La forme générale d’un spectre stellaire dépend de la température de l’étoile. Une étoile froide (3 000 K) émet surtout dans le rouge. Une étoile chaude comme Sirius (10 000 K) émet davantage dans le bleu. Le Soleil, à 5 800 K, émet principalement dans le jaune-vert. C’est pourquoi les étoiles ont des couleurs différentes — ce n’est pas une illusion, c’est de la physique.
Le redshift dans les spectres
Les raies spectrales permettent aussi de mesurer la vitesse des objets via l’effet Doppler. Si les raies sont décalées vers le rouge par rapport à leurs positions de référence, l’objet s’éloigne. Si elles sont décalées vers le bleu, il se rapproche. C’est précisément ainsi qu’Edwin Hubble a mesuré la récession des galaxies et découvert l’expansion de l’univers.
Le saviez-vous ?
Le spectre visible ne représente qu’une infime portion de la lumière émise par les objets célestes. Les astronomes utilisent aussi les rayons X, les ultraviolets, l’infrarouge, les ondes radio et les rayons gamma pour obtenir un tableau complet de l’univers.
Questions fréquentes
Comment les astronomes analysent-ils le spectre des étoiles ?
Avec des spectrographes, des instruments qui décomposent la lumière collectée par un télescope en ses différentes longueurs d’onde. Le spectre obtenu est ensuite comparé aux spectres de référence des éléments chimiques mesurés en laboratoire.
Peut-on connaître la composition d’une étoile sans y aller ?
Oui, et c’est l’une des grandes réussites de l’astronomie moderne. L’analyse spectrale permet de déterminer avec précision la composition chimique, la température, la pression et la vitesse de rotation d’une étoile à des milliers d’années-lumière.
Qu’est-ce qu’une raie d’absorption ?
Une raie d’absorption est une longueur d’onde spécifique manquante dans le spectre d’une étoile, parce que les atomes de son atmosphère ont absorbé cette lumière. Chaque élément produit un ensemble unique de raies, permettant de l’identifier comme une empreinte digitale.