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Par quelle technique peut-on déterminer la température de surface et la composition de l’atmosphère d’une étoile ?

Romain (14 ans, Amboise, France )

jeudi 29 avril 2010, par Philippe LEDOUX

Bonjour Romain,
14 ans, allez, on peut se lancer dans des explications un peu compliquées ! Car ta question est compliquée, débouchant sur les fondements de l’astrophysique moderne.
Premier point : la température d’une étoile. Les expériences qui se font en seconde dans les laboratoires d’optique du lycée apporteront une réponse à ta question : un corps moyennement chaud, disons 3000, rayonne plutôt des rayons rouges et infra-rouges. A l’opposé, un corps très chaud, plus de 10 000 émettra plutôt une lumière blanc-bleuté. Il en va de même pour les étoiles : leur couleur dominante nous renseigne sur leur température. Bien sûr, les choses sont un peu plus compliquées, car la lumière émise par l’étoile est plus ou moins absorbée parfois par des nuages de poussières et de gaz plus ou moins denses avant de nous parvenir ; mais le principe de base reste toujours valable.
cliquerDeuxième point : la composition chimique de l’atmosphère de l’étoile. On se rend compte que la lumière du Soleil ainsi que des autres étoiles, lorsqu’on la décompose au travers d’un prisme, ne constitue pas un spectre homogène : aux 7 couleurs de l’arc-en- ciel se superposent des milliers de petites raies noires ou lumineuses. Ces raies correspondent aux éléments chimiques chauffés dans l’atmosphère de l’étoile. Chaque élément chimique a ainsi sa "carte d’identité" dans le spectre lumineux. Je t’envoie un petit schéma qui t’en dira certainement plus long qu’un grand discours. L’analyse de la lumière d’une étoile permet de cette façon d’en connaître précisément la composition : il suffit pour cela de placer au bout de ton télescope un appareil appelé spectroscope qui
contient un dispositif qui décompose la lumière envoyée par une étoile. Cette branche de l’astrophysique moderne s’appelle la spectroscopie.
Astronomicalement à toi, Philippe