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17 : Analyse de la lumière des étoiles

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    Tout ce que nous savons sur les étoiles, comment elles naissent, de quoi elles sont faites, à quelle distance elles se trouvent, combien de temps elles vivent et comment elles vont mourir, nous l'apprenons en décodant les messages contenus dans la lumière et le rayonnement qui atteignent la Terre. Quelles questions devons-nous poser et comment trouver les réponses ?

    Nous pouvons commencer notre voyage vers les étoiles en regardant le ciel nocturne. Il est évident que les étoiles n'apparaissent pas toutes de la même brillance et qu'elles ne sont pas toutes de la même couleur. Pour comprendre les étoiles, nous devons d'abord déterminer leurs propriétés de base, telles que leur température, la quantité de matière qu'elles contiennent (leurs masses) et la quantité d'énergie qu'elles produisent. Comme notre Soleil est une étoile, les mêmes techniques, y compris la spectroscopie, que celles utilisées pour étudier le Soleil peuvent bien sûr être utilisées pour découvrir à quoi ressemblent les étoiles. Au fur et à mesure que nous en apprendrons davantage sur les étoiles, nous utiliserons ces caractéristiques pour commencer à rassembler des indices sur les principaux problèmes que nous souhaitons résoudre : Comment se forment les étoiles ? Combien de temps survivent-ils ? Quel est leur destin ultime ?

    • 17.1 : La luminosité des étoiles
      L'énergie totale émise par seconde par une étoile est appelée luminosité. La luminosité apparente d'une étoile du point de vue de la Terre est son éclat apparent. La luminosité apparente d'une étoile dépend à la fois de sa luminosité et de sa distance par rapport à la Terre. Ainsi, la détermination de la luminosité apparente et la mesure de la distance par rapport à une étoile fournissent suffisamment d'informations pour calculer sa luminosité.
    • 17.2 : Les couleurs des étoiles
      Les étoiles ont des couleurs différentes, qui sont des indicateurs de température. Les étoiles les plus chaudes ont tendance à apparaître bleues ou bleu-blanc, tandis que les étoiles les plus froides sont rouges. L'indice de couleur d'une étoile est la différence entre les magnitudes mesurées à deux longueurs d'onde quelconques. C'est l'un des moyens utilisés par les astronomes pour mesurer et exprimer la température des étoiles.
    • 17.3 : Le spectre des étoiles (et des naines brunes)
      Les différences dans les spectres des étoiles sont principalement dues à des différences de température et non de composition. Les spectres des étoiles sont décrits en termes de classes spectrales. Par ordre décroissant de température, ces classes spectrales sont O, B, A, F, G, K, M, L, T et Y. Elles sont ensuite divisées en sous-classes numérotées de 0 à 9. Les classes L, T et Y ont été ajoutées récemment pour décrire les objets ressemblant à des étoiles récemment découverts, principalement des naines brunes, qui sont plus froids que M9. Notre Soleil est de type G2.
    • 17.4 : Utilisation de spectres pour mesurer le rayon, la composition et le mouvement des étoiles
      L'analyse du spectre d'une étoile peut nous apprendre toutes sortes de choses en plus de sa température. Nous pouvons mesurer sa composition chimique détaillée ainsi que la pression dans son atmosphère. À partir de la pression, nous obtenons des indices sur sa taille. Nous pouvons également mesurer son mouvement vers ou loin de nous et estimer sa rotation.
    • 17.E : Analyse de la lumière des étoiles (exercices)

    Vignette : Cette exposition prolongée montre les couleurs des étoiles. Le mouvement circulaire des étoiles sur l'image est fourni par la rotation de la Terre. Les différentes couleurs des étoiles sont dues à leurs différentes températures. (crédit : modification de l'œuvre par ESO/A.Santerne).