TP : Les spectres d`étoiles
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tp chapitre 9 : les spectres lumineux (p136 à 151) nom : classe : note : tp 1 : caractéristiques d’une étoile Les étoiles peuvent s en 7 classes désignées par O, B, A, F, G, K, M (Oh Be A Fine Girl, Kiss Me). Ces classes comportent elles-mêmes 10 sous classes numérotées de 0 à 9, puis d’autres sous classes numérotées de I à V. Cette classification repose sur l’aspect du spectre d’absorption des étoiles. Ouvrir le logiciel VIREO Cliquer sur File/LogIn et entrer son nom Cliquer sur File/Run Exercice/Classification of Stellar Spectra A. Réglage télescope : Cliquer sur Telescopes/Optical/Access 0.4 Meter Cliquer sur Dome/Open (ouverture du dôme du télescope) Accéder au contrôle du télescope avec Observer le mouvement apparent des étoiles puis activer Tracking. Répondre à la question 1 des conclusions. Placer l’étoile de votre choix dans le viseur (diriger le télescope vers une étoile dans le ciel à l’aide des directions N S E W : North, South, East, West). Activer le réglage fin du télescope en basculant sur View/Telescope. Placer avec soin l’étoile entre les deux traits. Noter les coordonnées de l’étoile dans la question 2. B. Enregistrement du spectre : Cliquer sur Access. Cliquer sur Go pour procéder aux mesures pendant 10 s (enregistrement du spectre de raies d’absorption de la lumière émise par l’étoile sous forme d’une courbe d’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde). Appuyer sur Stop Enregistrer le spectre avec File /Data / Save Spectrum (ne pas modifier le nom puis enregistrer) Quitter et fermer le télescope (File/Exit Telescope) C. Identification de l’étoile 1. Détermination de la classe spectrale : Pour exploiter le spectre, sélectionner : Tools / Spectral Classification Sélectionner File/ Unknown Spectra / Saved Spectra puis votre spectre précédent Charger le spectre de l’étoile et dans le menu File/Atlas of Standard Spectra sélectionner Main Sequence (la séquence principale) Déterminer approximativement le type spectral de l’étoile étudiée en faisant défiler les différents spectres. Pour plus de précision demander l’option différence que l’on peut sélectionner avec : File / Display / Show Difference. Déterminer alors la classe spectrale (classe + sous classe + sous sous classe) de votre étoile enregistrée. La réponse sera indiquée dans la question 3 En déduire un encadrement de la température (en kelvin) de la photosphère à l’aide des données en annexe. La réponse sera indiquée dans la question 4 (pour info : le kelvin de symbole K est l’unité légale de la température. La correspondance avec le degré celsius est la suivante 0°C=273 K) 2. Identification des éléments responsables des raies d’absorption Avec le menu File / Display / Comb (photo + trace) afficher la photo du spectre ainsi que la courbe spectrale. Avec le menu File/ Spectral Line Table, déterminer quelques espèces chimiques présentes dans l’atmosphère de l’étoile en cliquant sur les raies d’absorption les plus marquées. Noter les résultats dans la question 5. (remarque : le symbole He I signifie atome d’hélium He, le symbole He II signifie ion hélium He+). Vos résultats sont-ils conformes aux informations données dans le document 1 ? 1. Pourquoi les étoiles sont-elles en mouvement dans le ciel ? 2. Coordonnées l’étoile & de Ascension droite : Déclinaison : 3. Classe ou type spectral 4. Température de sa photosphère 5. Espèces chimiques présentes dans son atmosphère Les types d’étoiles SPECTRAL TYPE SURFACE TEMP (° K) Distinguishing Features (absorption lines unless noted otherwise) O 28-40,000 He II lines B 10-28,000 He I lines; H I Balmer lines in cooler types A 8-10,000 Strongest H I Balmer at A0; CaII increasing at cooler types; some other ionized metals F 6000-8000 Ca II stronger; H weaker; Ionized metal lines appearing G 4900-6000 CaI II strong; Fe and other Metals strong, with neutral metal lines appearing; H weakening K 3500-4900 Neutral metal lines strong; CH and CN bands developing M 2000-3500 Very many lines; TiO and other molecular bands; Neutral Calcium prominent. S stars show ZrO and N stars C2 lines as well. WR (Wolf-Rayet) 40,000+ Broad emission of He II; WC stars show CIII and CIV emission, while WN stars show NII prominently tp 2 : étude du spectre de rigel Le but de ce TP est de déterminer les éléments chimiques présents dans la chromosphère de l’étoile RIGEL dans la constellation d’ORION Cliquer pour ouvrir le logiciel « spectre de Rigel » Rechercher dans ce logiciel, les réponses aux questions suivantes : & 1. Dans quelle constellation se trouve l’étoile RIGEL ? 3. Quel type de spectre lumineux est émis par une étoile ? 5. Dans quelle zone se produit l’absorption de la lumière de l’étoile ? 7. Que vaut le quotient ? 2. Quelle est sa classe spectrale? RayonRigel RayonSoleil 4. Quelle distance (en km et notation scientifique) nous sépare de Rigel ? 6. Qui est responsable de la formation de ces raies d’absorption ? 8. Quelle durée faut-il à la lumière issue de Rigel pour arriver sur Terre ? Mesures : Cliquer sur méthodes/digitale afin de comprendre les mesures à réaliser. Cliquer sur mesures/enregistrement. Après étalonnage, le curseur mobile permet & d’identifier la longueur d’onde des raies d’absorption. Remplir le tableau ci-dessous en mesurant ces longueurs d’onde et en identifiant les espèces présentes dans la chromosphère de RIGEL parmi celles présentes dans les données. Attention : il se peut que des cases restent vides !!! Raie n° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 (nm) Espèce identifiée Raie n° (nm) Espèce identifiée Données : Espèce chimique H He Mg Mg+ Longueurs d’onde (nm) 656,3 728,1 388,9 518,4 448,1 486,1 434,0 410,3 397,1 706,5 667,8 587,6 504,8 501,6 492,5 471,3 447,1 414,4 404,6 517,3 516,7 383,2 280,3 279,5
