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Quelles informations nous apporte la lumière des étoiles ?

En cours d'astronomie, nous avons travaillé sur les constellations, et nous avons vu que toutes les étoiles n'avaient pas la même couleur.  Nous nous sommes demandés pourquoi et nous avons réalisé plusieurs expériences.

Quelles informations nous apporte la lumière des étoiles ?

Pour observer les spectres de lumière des étoiles, vous devez utiliser une lunette astronomique et un spectroscope. Un spectroscope est un tube comportant un prisme ou un réseau permettant de décomposer la lumière. Attention, dans le cas du Soleil, il faut des filtres adaptés sinon vous risquez de vous brûler les yeux !

 

La température des étoiles

Nous avons réalisé en classe une expérience qui consiste à observer la lumière provenant du filament d'une ampoule dont nous avons fait varier la température en faisant circuler plus ou moins de courant. Nous avons observé que plus le filament brille, plus sa température est élevée et plus le spectre s'enrichit de bleu. Lorsque le filament brille fortement, son spectre contient toutes les couleurs de l'arc en ciel. Contrairement à ce que nous pensions, un spectre ne comportant que du rouge correspond à une espèce plus froide que celui qui comporte aussi du bleu.

Pour la partie sur la température des étoiles, nous avons fait une observation du spectre de la lumière émise par une ampoule dont on fait varier l’éclat, donc la température du filament. 

 

La composition des étoiles

Une raie d'émission provient de la lumière produite par un gaz qui est excité. Cette lumière est différente selon la nature chimique des gaz qui la compose.

Pour le vérifier, nous avons effectué l'expérience suivante : nous avons branché un tube « néon » puis nous l'avons allumé. Nous avons observé la lumière à l'aide d'un spectroscope. Nous avons donc pu observer les raies d'émission. Puis nous avons changé de tube « néon » et l'avons observé. Nous avons remarqué que les raies d'émission sont différentes selon le tube « néon » utilisé.

Pourquoi ? Les raies d'émission sont différentes selon le tube « néon » utilisé car les gaz contenus à l'intérieur sont différents.

Ainsi en comparant le spectre de la lumière provenant d'une étoile avec les spectres d'émission de gaz connus, on pourra connaître les gaz composant l'étoile.

Observation à travers un spectroscope de la lumière émise par un tube Néon

 

La place de l'observateur a-t-elle une importance ?

Les matières qui se trouvent entre l'étoile et l'observateur sont : l'atmosphère, les nuages, les gaz... Selon où est placé l'observateur avec le spectroscope, il ne verra pas la même chose. Le fait qu'il y ait plus ou moins de microparticules ou de gaz sur le trajet de la lumière fait qu'il n'observera pas le même résultat. Par exemple, s'il est sur Terre, l'atmosphère modifie les résultats de l'observation à cause des gaz qu'elle contient. Nous l'avons remarqué lors d'une expérience dans laquelle nous avons observé le spectre de la lumière d'une lampe à travers plusieurs solutions colorées situées dans des erlenmeyers. Nous avons remarqué qu'il y avait des bandes noires (il manquait donc des couleurs) entre les bandes de couleur. On appelle ces bandes noires des bandes d'absorption. Nous avons constaté que, selon la solution colorée disposée sur le trajet de la lumière, le spectre variait.

Ainsi, pour connaître la composition d'une étoile grâce au spectre de la lumière, il faut penser à tenir compte des modifications apportées par l'atmosphère ou bien il faut aller au-delà de l'atmosphère en envoyant des sondes par exemple.


Lucille LE STER, Lucie TURBLIN, Lya DEVEZY, Mathieu CORRE, Eleonore RAYMONDIERE. Yannis BALDE Enora MOULINEY, Loïc MERCIER, Nelly BORDELAIS Victoria BEAUMONT, Emma LUN.