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Question d'oral
En quoi l’analyse du spectre d’une étoile permet-elle de déduire sa température et sa composition ?
Réponse d'oral
L’analyse du spectre d’une étoile permet de déduire sa température grâce à la répartition de sa lumière, et sa composition grâce aux raies caractéristiques des éléments chimiques. Un spectroscope décompose cette lumière en différentes longueurs d’onde, comme un prisme sépare les couleurs d’un arc-en-ciel. Une étoile émet cependant aussi dans l’infrarouge et l’ultraviolet, invisibles à l’œil nu. Plus sa surface est chaude, plus le maximum de son émission se déplace vers les courtes longueurs d’onde. Une étoile rouge est donc généralement plus froide qu’une étoile bleue. Le Soleil, dont la température de surface atteint environ 5 800 kelvins, émet le plus intensément dans le domaine visible. Cette méthode renseigne sur ses couches externes, pas directement sur son cœur.Pour connaître sa composition, on observe les raies d’absorption : de fines marques sombres dans le spectre. Les atomes et les ions présents dans l’atmosphère stellaire absorbent certaines longueurs d’onde précises. Chaque élément possède ainsi une sorte de signature lumineuse, que l’on compare aux mesures réalisées en laboratoire. On peut identifier l’hydrogène, l’hélium, le fer ou le calcium. En 1868, une raie observée dans la lumière du Soleil a ainsi conduit à découvrir l’hélium, avant son identification sur Terre. Attention toutefois : une raie intense ne signifie pas simplement qu’un élément est très abondant. Sa force dépend aussi de la température et des conditions physiques de l’atmosphère. En croisant ces indices, les astronomes estiment les proportions des éléments présents. La lumière devient ainsi un moyen de comprendre des astres que nous ne pouvons pas atteindre.
Autres questions
1.Pourquoi dit-on que la masse est la variable la plus déterminante dans la vie d’une étoile ?2.Qu’appelle-t-on “séquence principale” et pourquoi le Soleil s’y trouve-t-il ?3.Pourquoi la fusion “s’arrête” au fer dans une étoile massive (et pourquoi cela mène à la supernova) ?4.Expliquez la différence entre naine blanche, étoile à neutrons et trou noir (mots-clés : masse, densité, gravité).