Analyser la lumière des étoiles

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Les étoiles


Rappels de cours

1 Le spectre d’une étoile

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 Une étoile est une boule de gaz à haute pression dont la partie périphérique, appelée photosphère, est à l’origine d’une émission lumineuse.

Elle est entourée d’une atmosphère ou chromosphère composée d’un gaz à faible pression.

 Le spectre d’une étoile est un spectre d’émission dont le fond continu comporte des raies d’absorption (sombres).

exemple Spectre de l’étoile Véga de la constellation de la Lyre :

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2 La température de surface

La photosphère est un corps chaud qui émet un rayonnement dont le spectre est continu. La couleur apparente dépend de la température à sa surface .

exemple Température et couleur apparente de quelques étoiles :

Étoile

Bételgeuse

Soleil

Altaïr

Rigel

Température (°C)

3 000

6 000

9 000

12 000

Couleur apparente

rougeâtre

jaune

blanche

bleue

3 La composition de l’atmosphère d’une étoile

La lumière produite par la photosphère subit une absorption en traversant la chromosphère. L’analyse des raies d’absorption présentes dans le spectre de l’étoile nous renseigne sur la composition chimique de son atmosphère .

exemple Le spectre du Soleil montre qu’il est essentiellement composé des éléments hydrogène (H) et hélium (He) .

Méthodes

Comparer la température des étoiles

Classer les étoiles de la plus froide à la plus chaude. Justifier

Étoile

Soleil

Arcturus

Regulus

Couleur apparente

jaune

orange

bleue

Conseils

Plus le spectre d’une étoile est riche en bleu-violet, plus sa température est élevée.

Solution

Regulus, qui apparaît bleue, a un spectre plus riche en bleu-violet que les autres étoiles, donc sa température est plus élevée. Arcturus, qui apparaît orange, a un spectre plus pauvre en bleu-violet car sa température est plus faible. Notre Soleil, qui est jaune, est un peu plus chaud qu’Arcturus et moins chaud que Regulus.

L’ordre de l’étoile la plus froide à l’étoile la plus chaude est :

Arcturus – Soleil – Regulus.

Identifier l’élément hydrogène présent dans le Soleil

Les longueurs d’onde caractéristiques des raies du spectre de l’hydrogène sont 410 nm, 434nm, 486nm et 656nm.

1. Cet élément chimique est-il présent dans le Soleil ?

2. Que peut-on déduire de la présence d’autres raies ?

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Conseils

Repérez les longueurs d’onde des raies présentes dans le spectre.

Solution

1. On observe des raies d’absorption, aux valeurs des longueurs d’onde de l’hydrogène, il est donc présent dans le Soleil.

2. Les autres raies d’absorption révèlent la présence d’autres éléments chimiques, en particulier l’hélium (He).