Le spectre lumineux est la representation de la lumiere decomposee selon ses differentes longueurs d’onde. Tout comme un prisme decompose la lumiere blanche en arc-en-ciel, les instruments astronomiques decomposent la lumiere des etoiles pour en extraire une quantite considerable d’informations : composition chimique, temperature, vitesse, champ magnetique.
La spectroscopie en astronomie
Chaque element chimique absorbe ou emet de la lumiere a des longueurs d’onde specifiques, formant une sorte d’empreinte digitale lumineuse. En analysant le spectre d’une etoile, les astronomes identifient ces raies spectrales et determinent quels elements la composent. C’est ainsi qu’on a decouvert que le Soleil contenait de l’helium avant meme de l’isoler sur Terre — son nom vient d’ailleurs d’Helios, le dieu grec du Soleil.
Temperature et couleur
La forme generale d’un spectre stellaire depend de la temperature de l’etoile. Une etoile froide (3000 K) emet surtout dans le rouge. Une etoile chaude comme Sirius (10 000 K) emet davantage dans le bleu. Le Soleil, a 5800 K, emet principalement dans le jaune-vert. C’est pourquoi les etoiles ont des couleurs differentes — 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 decalees vers le rouge par rapport a leurs positions de reference, l’objet s’eloigne. Si elles sont decalees vers le bleu, il se rapproche. C’est precisement ainsi qu’Edwin Hubble a mesure la recession des galaxies et decouvert l’expansion de l’univers.
Le saviez-vous ?
Le spectre visible ne represente qu’une infime portion de la lumiere emise par les objets celestes. 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 frequentes
Comment les astronomes analysent-ils le spectre des etoiles ?
Avec des spectrographes, des instruments qui decomposent la lumiere collectee par un telescope en ses differentes longueurs d’onde. Le spectre obtenu est ensuite compare aux spectres de reference des elements chimiques mesures en laboratoire.
Peut-on connaitre la composition d’une etoile sans y aller ?
Oui, et c’est l’une des grandes reussites de l’astronomie moderne. L’analyse spectrale permet de determiner avec precision la composition chimique, la temperature, la pression et la vitesse de rotation d’une etoile a des milliers d’annees-lumiere.
Qu’est-ce qu’une raie d’absorption ?
Une raie d’absorption est une longueur d’onde specifique manquante dans le spectre d’une etoile, parce que les atomes de son atmosphere ont absorbe cette lumiere. Chaque element produit un ensemble unique de raies, permettant de l’identifier comme une empreinte digitale.