1 - Eu-HOU

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1. Mise en évidence du déplacement des raies du spectre de
l’étoile étudié au cours du temps.
On étudie 11 spectres d’une étoile pris à des dates différentes.
En jour julien barycentrique (ramené au barycentre du Système solaire) ces dates sont :
spectre. 1 52642,832710
spectre. 2 52643,807215
spectre. 3 52644,802391
spectre. 4 52645,777518
spectre. 5 52646,803456
spectre. 6 52647,719295
spectre. 7 52648,757002
spectre. 8 52649,796246
spectre. 9 52650,811355
spectre. 10 52651,806358
spectre. 11 52652,830260
1.1. Jour Julien
Q 1 : Rechercher la définition du jour julien
1.2. Changement d’origine des dates
E 2 : En prenant comme origine des dates : t = 0, la date correspondant au premier spectre,
calculer les dates auxquelles ont été prises les différents spectres. On remplira le tableau suivant :
Spectre
. t (en jour)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

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Q 3 : Quel est, en première approximation, l’intervalle de temps moyen séparant la prise de deux
spectres consécutifs ?
1.3. Simulation du déplacement des raies au cours du temps
E 4 : Ouvrir Salsa J en cliquant sur l’icône correspondante.
E 5 : Cliquer sur Fichier
E 6 : Dans le menu déroulant qui apparaît cliquer sur Ouvrir
E 7 : Rechercher dans : étoile double
E 8 : Sélectionner les 11 images de spectres : fic 01, fic 02, fic 03, fic 04, fic 05, fic 06, fic 07, fic
08, fic 09, fic 10 et fic 11 (on maintient la touche Schift enfoncée pendant que l’on sélectionne
ces images qui sont au format fit (ou fits ou fts))
E 9 : Ouvrir ces 11 images
E 10 : Cliquer sur Images
E 11 : Dans le menu déroulant qui apparaît cliquer sur Piles
E 12 : Dans le nouveau menu déroulant qui apparaît cliquer sur Transférer images dans Pile
E 13 : Cliquer à nouveau sur Images
E 14 : Dans le menu déroulant qui apparaît cliquer sur Piles
E 15 : Dans le nouveau menu déroulant qui apparaît cliquer sur Démarrer animation
Q 16 : Que remarquez vous ?
Q 17 : Expliquer le phénomène observé
E 18 : A la fin fermer la pile
2. Détermination expérimentale de la vitesse de rotation Vr
et de la période T.
2.1. Etude des spectres d’absorption de l’étoile étudié
Pour cette étude on utilisera les spectres donnés en extension .data, les dates de ces spectres étant
bien évidemment les mêmes que précédemment ( seul le « format » du spectre change)
2.1.1. Etude du spectre 1 : spectr 1.data
2.1.1.1. Affichage du spectre
E 19 : Cliquer sur Analyse
E 20 : Dans le menu déroulant qui apparaît cliquer sur Spectre Optique

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E 21 : Regarder dans : étoile double
E 22 : Ouvrir : spectr1.data
2.1.1.2. Obtention de la courbe Flux lumineux fonction de la longueur d’onde : Φ= f(λ)
E 23 : Cliquer sur l’icône Sélection rectiligne
E 24 : Pointer au début du spectre 1 et en tenant la touche Schift enfoncée tracer un trait
horizontal sur tout le spectre à l’aide la souris (ou équivalent)
E 25 : Cliquer sur Analyse
E 26 : Dans le menu déroulant qui apparaît cliquer sur Coupe : il apparaît le graphe Φ= f(λ)
Q 27 : Quel type de spectre a-t-on ?
E 28 : On remarque dans ce spectre 2 raies très marquées et distantes de moins de 1 nm (1nm =
10 Ǻ : Ǻmstroem). A l’aide de la souris (ou équivalent) mesurer en Ǻ les valeurs des longueurs
d’onde correspondant à ces deux raies : la longueur d’onde en Ǻ est notée X sous le graphe) :
. λ1 = . λ2 =
E 29 : En cliquant sur Liste sous le graphe Φ= f(λ) on obtient l’ouverture d’un tableau :
Coordonnées des points de la courbe qui permet de déterminer précisément ces 2 longueurs
d’onde : valeurs de X pour Y minimal, avec X voisin de 5890Ǻ dans un cas et voisin de 5896 Ǻ
dans l’autre cas, X représentant la longueur d’onde λ et Y le flux Φ.
E 30 : Comparer ces 2 valeurs à celles correspondant au doublet du sodium :
. λNa1 = 5889,950 Ǻ . λNa2 = 5895,924 Ǻ
E 31 : Pourquoi y a t il une légère différence ?
E 32 : L’écart est-il de même signe pour les deux raies ? Justifier ce résultat.
E 33 : Vu le signe de l’écart, que peut –on dire de la projection du vecteur vitesse de l’étoile sur
l’axe Terre-Etoile ?
Par la suite on limitera la coupe à la partie du spectre contenant ces 2 raies.
2.1.2. Etude des 10 autres spectres : spectr i.data, avec i variant de 2 à 11
2.1.2.1. Etude du spectre 2 : spectr 2.data
2.1.2.1.1. Affichage du spectre
E 34 : Cliquer sur Analyse
E 35 : Dans le menu déroulant qui apparaît cliquer sur Spectre Optique
E 36 : Regarder dans : étoile double

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E 37 : Ouvrir : spectr2.data
2.1.2.1.2. Obtention de la courbe Flux lumineux fonction de la longueur d’onde : Φ= f(λ)
E 38 : Cliquer sur l’icône Sélection rectiligne
E 39 : Pointer sur le spectre 2 juste avant la partie correspondant au doublet du sodium et en
tenant la touche Schift enfoncée tracer un trait horizontal sur cette partie de spectre à l’aide la
souris (ou équivalent)
E 40 : Cliquer sur Analyse
E 41 : Dans le menu déroulant qui apparaît cliquer sur Coupe : il apparaît le graphe Φ= f(λ)
E 42 : En cliquant sur Liste sous le graphe Φ= f(λ) on obtient l’ouverture d’un tableau :
Coordonnées des points de la courbe qui permet de déterminer précisément ces 2 longueurs
d’onde : valeurs de X pour Y minimal, avec X voisin de 5890Ǻ dans un cas et voisin de 5896 Ǻ
dans l’autre cas, X représentant la longueur d’onde λ et Y le flux Φ.
On peut aussi rechercher ces 2 longueurs d’onde directement avec la souris ( ou l ‘équivalent)
mais cela risque être moins précis.
On obtient pour le spectre 2 :
. λ1 = . λ2 =
2.1.2.1. Etude des autres spectres
On suit pour chaque spectre le même protocole expérimental que pour le spectre 2 ci-avant.
2.1.3. Tableau de mesures récapitulatif
Spectre
Date t (en jour)
.λ1 (en Ǻ)
.λ2 (en Ǻ)
1
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

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2.2. Détermination de la vitesse radiale par effet Doppler-Fizeau
C 43 : Par effet Doppler-Fizeau on a la relation :
VE/c = Δλ / λ d’où :
VE = c .( Δλ / λ )
avec Δλi = λi - λNai avec i = 1 ou 2, λNai étant la longueur d’onde mesuré dans le laboratoire
terrestre et λi étant la longueur d’onde mesurée dans la spectre de l’étoile en mouvement.
2.2.1. Utilisation de λ1
E 44 : Remplir le tableau ci-après :
Spectre
Date t (en jour)
.λ1 - λNa1
(en Ǻ)
VE = c .(λ1 - λNa1)/ λNa1
(en km/s)
1
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Rappel : λNa1 = 5889,950 Ǻ
. c = 300.000 km/s
Si on a le temps on peut faire les mêmes calculs pour la deuxième raie du doublet du sodium :
2.2.2. Utilisation de λ2 (facultatif)
E 45 : Remplir le tableau ci-après :