Travaux Pratiques Séance 6 Thème : L’Univers Chapitre n°3 (La lumière des étoiles) LA PHYSIQUE DE LA SPECTROSCOPIE DES ÉTOILES Lors de la séance précédente, nous avons observé différents types de spectres dont les caractéristiques dépendent de la source lumineuse mais également des milieux traversés. L'analyse d'un spectre est donc un moyen d'obtenir des informations sur une source de lumière. Lorsque les astronomes pointent leurs télescopes vers les étoiles, ils analysent la lumière reçue en réalisant des spectres. Ils en déduisent de nombreuses informations… I. RAPPEL DES DIFFÉRENTS TYPES DE SPECTRES 1. Complétez le tableau suivant : Type de spectre Informations apportées par le spectre absorption émission Corps à l'origine du spectre II. APPLICATION À L’ASTROPHYSIQUE : LA LUMIÈRE DES ÉTOILES Analyse du spectre d’une étoile Le spectre d'une étoile est représenté ci-dessous ; le document 1 décrit la structure d’une étoile. 2. Expliquez à quoi correspond le fond continu sur ce spectre. 3. À quoi correspondent les raies noires ? 4. Comment peut-on identifier les éléments chimiques présents dans l'enveloppe externe de l'étoile ? Détermination de la composition d'une étoile Ouvrir « analyse spectrale.exe » puis explorer les différentes fonctionnalités du logiciel (utilisez le bouton AIDE si besoin). 5. Quelle est la composition de l’étoile Deneb de la constellation du Cygne. Justifier votre démarche. Recherche d'un élément inconnu On va maintenant chercher à déterminer l'élément correspondant à trois raies présentes dans le spectre d'une étoile. Ce spectre est représenté sur le document 3. Le document 2 répertorie les longueurs d'onde de quelques raies spectrales. 6. Déterminez les longueurs d'onde λ1, λ2 et λ3 des trois raies ? Explicitez votre démarche. 7. À quel élément correspondent ces raies ? Justifiez. Document 1 : Structure d'une étoile Les étoiles sont constituées de gaz très chauds. La température des gaz décroît du centre vers la surface de l'étoile. Les régions internes de l'étoile émettent donc une lumière d'origine thermique dont le spectre est continu. Lorsque cette lumière traverse l'enveloppe externe de l'étoile, certaines radiations sont absorbées par les gaz les plus froids. Le spectre d'une étoile se présente donc comme un spectre continu comportant de nombreuses raies noires (raies d'absorptions). Enveloppe externe (gaz plus froids) Gaz denses très chauds Document 2 : Tableau de quelques raies spectrales. Document 3 : Spectre d'une étoile. Avec un même spectroscope, ont été réalisés les deux spectres reproduits ci-dessous : celui d'une étoile ainsi que celui de l'argon. Les deux spectres juxtaposés ont la même échelle de longueur d'onde. λ1 λ2 λ3