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  • Comment peut-on connaitre la composition chimique des astres lointains ?

    Posté le 28 février 2011

    On peut connaitre la composition chimique des astres en décomposant leur lumière et en observant leurs raies spectrales : chaque élément chimique génère une série de raies spectrales qui le caractérise de façon unique.

    Chaque élément absorbe ou émet une partie bien spécifique du spectre électromagnétique. On connaît le spectre d’émission/absorption de chaque élément grâce à des mesures extrêmement précises faites en laboratoire. En analysant le spectre d’un objet céleste on peut ainsi identifier sa composition.

    La première expérience de décomposition de la lumière a été réalisée en 1665 par Francesco Maria Grimaldi, un jésuite italien. Dans une chambre noire, il projette de la lumière sur un écran blanc en interposant une fente. Il constate que la lumière n’apparait pas blanche mais colorée. Grimaldi a donné à ce phénomène le nom de « diffraction ». Il se rend compte plus tard que la même chose se produit lorsque la lumière touche le rebord d’un objet. Plusieurs scientifiques se sont intéressés à ce phénomène mais aucun n’est parvenu à l’expliquer… jusqu’à Isaac Newton, en 1666.

    Newton comprend que la lumière blanche se sépare en ses composantes parce que chaque rayon de couleur est dévié de façon différente par le verre du prisme. Il constate, par exemple, que la lumière rouge est toujours moins déviée que la lumière violette. Il comprend qu’un rayon de couleur particulière est toujours dévié de la même façon mais il ignore pourquoi.

    En 1801, Thomas Young démontre que la lumière se propage comme une onde et mesure la longueur d’onde des lumières rouge (7 millièmes de millimètre) et violette (4 millièmes de millimètres).

    En 1802, William Hyde Wollaston remarque que le spectre de la lumière du Soleil n’est pas continu : il comporte de nombreuses lignes noires.

    En 1814, l’opticien allemand Joseph Von Fraunhofer mesure leurs positions de ces lignes et les catalogue. Ces lignes sont encore appelées lignes de Fraunhofer en son honneur.

    En 1859, le chimiste Robert Wilhelm Bunsen introduit des sels minéraux dans la flamme de son bruleur et observe les couleurs générées par le gaz produit. En faisant cela il parvient à déduire si un constituant est présent ou non dans un minéral.

    Gustav Robert Kirchhoff, ami de Bunsen propose de disperser la lumière produite à l’aide d’un prisme pour générer un spectre. Ils constatent alors que chaque élément chimique génère une série de raies spectrales unique.

    Kirchhoff s’intéresse ensuite à la lumière solaire et s’aperçoit que les lignes noires de Fraunhofer correspondent exactement à celles émises par certains éléments chimiques. Il comprend que la lumière blanche émise par la surface chaude du Soleil est absorbée en partie par certains éléments présents dans son atmosphère, ce qui a pour effet de générer ces lignes.

    Kirchhoff déduit qu’il existe 3 types de spectre : le spectre continu (contient toutes les couleurs), le spectre d’émission (noir avec des lignes colorées) et le spectre d’absorption (spectre continu contenant des bandes noires).



    Grâce à ces découvertes, Kirchhoff ouvre les portes de la spectroscopie à l’astronomie. Les astronomes peuvent désormais connaître la composition chimique des étoiles et des nébuleuses et même, en mesurant l’intensité des différentes raies spectrales et en employant quelques notions de physique, d’en déterminer la température, la distance, la vitesse et l’âge. Ainsi, la lumière nous permet donc en quelque sorte de « toucher aux étoiles », chose que plusieurs pensaient impossible compte tenu des distances qui nous en séparent.

    En 1860, l’astronome italien Giovanni Battista Donati a l’idée de coupler un spectroscope à son télescope. Il étudie les spectres d’une quinzaine d’étoiles et publie ses résultats en 1863. Il est suivi en 1862 par l’astronome amateur britannique William Huggins, l’astronome américain Lewis Morris Rutherfurd et l’astronome italien Angelo Secchi qui travaillent indépendamment sur le Soleil, les planètes, la Lune et les étoiles.

    Source : Astro-canada.ca
    Cet article utilise du texte tiré du dossier de Astro-canada que je vous conseille fortement de lire si vous vous intéressez à ce sujet. Il est complet, bien écrit, et la mise en page est très agréable.

     

    2 réponses à “Comment peut-on connaitre la composition chimique des astres lointains ?” Icône RSS

    • ÉTÉS MEURTRIERS

      Le feu était dans le ciel.

      Jamais le soleil n’avait été si oppressant, écrasant hommes et bêtes, campagnes et cités. L’astre avait des ardeurs inhabituelles. Ses rayons agressaient, brûlaient, blessaient.

      Tout mourait à petit feu sous son éclat.

      Éffrayante saison de fin du monde ! Hélios se faisait vieux… Il approchait les dix milliards d’années. L’Homme, toujours là, n’ignorait rien des mystères de la matière, ni de sa destinée. Les temps bibliques mille fois révolus, il était devenu sage, savant, puissant. Mais non invulnérable aux effets fatals de l’étoile qui s’embrasait.

      Les temps des temps étaient finissants. La fin des fins arrivait. Le ciel semblait sombrer dans un abîme sans nom. Pour parler de cette chose prodigieuse, des mots jamais émis furent prononcés, qui firent frémir l’Homme… Bien que devenu fabuleux et pénétré de sciences, l’Homme s’émouvait encore : la peur, l’irrationnel l’étreignaient comme un enfant. La fin des fins… L’effondrement du ciel et de la terre !

      La Création vivait le premier été signant la lente agonie du brasier perpétuel, les prémices perceptibles de son extinction future qui devait avoir lieu vingt millions d’années plus tard.

      Vingt millions d’autres étés à venir, de plus en plus chauds, de plus en plus longs, puis permanents, formeraient l’inéluctable processus qui réduirait la planète à un amas de cendres incandescentes.

      La grande et complexe mécanique cosmique des éléments qui s’ébranlent dans un feu ultime pour renaître à la prochaine aube sidérale était engagée, implacable.

      Raphaël Zacharie de IZARRA

    • Philippot Henri

      Bonjour.
      Merci pour cet « éclairage » qui répond immédiatement à mon interrogation « trous noirs » etc.
      Vulgarisation plus que pertinente pour un « ignorant »…
      Bien cordialement.


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