Application à la composition chimique de l'atmosphère d'une étoile
Seconde générale · Physique-Chimie 2nde
À retenir
• La photosphère d'une étoile émet un spectre continu ; son atmosphère, plus froide, absorbe certaines radiations. • Le spectre reçu d'une étoile est un spectre d'absorption : fond continu et raies noires. • En comparant ces raies noires aux spectres de référence des éléments, on identifie les éléments présents dans l'atmosphère de l'étoile.
Le cours
Application à la composition chimique de l'atmosphère d'une étoile L'analyse spectroscopique permet de connaître avec une précision stupéfiante la composition chimique des étoiles situées à des dizaines de milliers de milliards de kilomètres de la Terre (et bien plus pour la plupart) sans jamais avoir à s'y déplacer : • Structure optique d'une étoile : 1. La photosphère (la « surface » visible de l'étoile) : gaz chaud et dense qui émet un spectre continu d'origine thermique (le fond continu lumineux). 2. L'atmosphère de l'étoile : couche externe de gaz moins dense et plus froide que la photosphère, qui l'enveloppe. • Mécanisme de formation du spectre stellaire : - La lumière continue issue de la photosphère traverse l'atmosphère plus froide de l'étoile. - Les atomes et ions présents dans cette atmosphère absorbent leurs longueurs d'onde caractéristiques selon la loi de Kirchhoff. - Le spectre reçu sur Terre est donc un spectre d'absorption : un fond continu parsemé de nombreuses raies sombres. • Méthode d'identification : En relevant la position exacte des raies sombres dans le spectre de l'étoile et en les comparant aux spectres d'émission mesurés en laboratoire pour chaque élément chimique connu, les astrophysiciens identifient la présence de chaque espèce chimique. Astuce et méthode clé Méthode astrophysique : Raies sombres mesurées = superposition des empreintes digitales des éléments présents dans l'atmosphère stellaire. Piège classique à éviter L'absence d'une raie sombre d'un élément ne signifie pas obligatoirement que l'élément est absent de toute l'étoile, mais qu'il n'est pas présent sous forme absorbante dans son atmosphère externe.
Dans ce chapitre
- Sources de lumière primaires et secondaires du Collège
- Lumière blanche et décomposition par un prisme du Collège
- Couleurs primaires et synthèse additive du Cycle 4
- Spectre de la lumière blanche : décomposition et spectre continu
- Longueur d'onde dans le vide et domaine du visible (400 - 800 nm)
- Rayonnements invisibles : ultraviolets (UV) et infrarouges (IR)
- Spectres d'émission continus d'origine thermique et influence de la température
- Loi qualitative de Wien : couleur de la source et température de surface
- Spectres d'émission de raies des gaz excités
- Spectres d'absorption de raies : bandes d'absorption d'un gaz traversé
- Coïncidence des raies d'émission et d'absorption d'un même élément
- Application à la composition chimique de l'atmosphère d'une étoile
- Raies de Fraunhofer dans le spectre du Soleil
- Bilan : Synthèse et méthode sur Spectres lumineux en Seconde