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Question d'oral
Expliquez l’effet Doppler en astronomie et donnez un exemple de ce qu’il permet de mesurer.
Réponse d'oral
L’effet Doppler en astronomie est le décalage des longueurs d’onde de la lumière lié au mouvement d’un astre par rapport à l’observateur ; il permet notamment de mesurer sa vitesse de rapprochement ou d’éloignement. Le principe ressemble à celui d’une sirène d’ambulance : le son paraît plus aigu quand elle approche, plus grave quand elle s’éloigne. Pour la lumière, si l’astre se rapproche, les longueurs d’onde raccourcissent : on parle de décalage vers le bleu. S’il s’éloigne, elles s’allongent : c’est le décalage vers le rouge. Cela ne signifie pas forcément que l’astre change visiblement de couleur.Pour mesurer cet effet, les astronomes utilisent la spectroscopie. Ils décomposent la lumière et repèrent des raies caractéristiques d’éléments chimiques, comme l’hydrogène. Puis ils comparent leur position à celle mesurée en laboratoire. Le décalage donne la vitesse radiale, c’est-à-dire la composante de la vitesse dirigée vers nous ou à l’opposé, et non le mouvement complet de l’astre.Un exemple célèbre est la découverte, en 1995, de 51 Pegasi b par Michel Mayor et Didier Queloz. Cette planète fait légèrement osciller son étoile sous l’effet de son attraction gravitationnelle. Les raies de l’étoile se décalent donc alternativement vers le bleu et vers le rouge, selon un cycle d’environ quatre jours. Ces variations ont révélé une planète sans qu’il soit nécessaire de la voir directement. Observer l’Univers, n’est-ce donc pas aussi apprendre à reconnaître ce que la lumière révèle de l’invisible ?
Autres questions
1.Pourquoi dit-on que la lumière est un “message” en astronomie ? Donnez 3 informations qu’un spectre peut fournir.2.En quoi la lunette de Galilée (1609) est-elle un tournant épistémologique (preuve, observation, remise en cause) ?3.Que sont les raies de Fraunhofer (1814) et pourquoi ont-elles compté dans l’histoire des sciences ?4.Comment la spectroscopie (Kirchhoff/Bunsen) permet-elle d’identifier des éléments chimiques à distance ?