cosmodixi

Les types spectraux

Le spectre continu

Un corps solide ou un corps gazeux sous haute pression, porté à haute température, émet un rayonnement continu de toutes les fréquences dans un intervalle donné. Un tel spectre est caractéristique d'une étoileÉtoile : elle se forme à partir d'un nuage de gaz qui s'effondre sous l'effet de la gravitation. Si la masse du nuage est suffisamment importante, la concentration de la partie centrale peut atteindre les conditions nécessaires aux réactions thermonucléaires.
Glossaire comme notre SoleilSoleil
Le Soleil n'est que l'une des 100 milliards d'étoiles qui constituent notre Galaxie.
Étoile Soleil, mais aussi du filament incandescent d'une lampe ou d'un métal « chauffé à blanc ». La lumière solaire est un spectre continu allant de l'ultraviolet jusqu'à l'infrarouge en passant par le visible.
Le passage de la lumière du jour (lumière blanche) au travers d'un prisme donne un éventail de couleurs qui se succèdent sans aucune interruption. Chaque couleur correspond à une fréquence (ou une longueur d'onde) déterminée.

Le spectre en émission

Le spectre d'un gaz raréfié et chaud est constitué de raies alternées brillantes, on parle de spectre en émission. La configuration d'une suite de raies est spécifique à un élément chimique donné ; elle constitue sa « signature » spectrale.
L'étude d'un spectre en émission d'un gaz monoatomique se réalise en laboratoire. Une lampe au sodium basse pression émet une lumière jaune-orangée, son spectre est caractérisé par une double raie intense dans la partie jaune-orange du spectre. Une lampe à vapeur de mercure à haute pression émet sur une plage plus importante du spectre, sa lumière est pour cette raison d'un rendu blanc-bleuté.
Un gaz excité perd de l'énergie en émettant son rayonnement, il faut donc continuellement en apporter sous forme électrique ou thermique. Pour une source de lumière astronomique, l'énergie est amplement élevée pour entretenir ce phénomène par dissociation des molécules en atomes. Il est donc possible d'y retrouver l'identité des éléments chimiques entrant dans leurs compositions.

Le spectre en absorption

Si les atomes peuvent restituer un rayonnement lorsqu'ils sont exposés à une forme d'énergie, sous certaines conditions, ils peuvent également en absorber. L'analyse d'une lumière traversant un gaz monoatomique froid montre une extinction sélective de certaines longueurs d'ondes. Ces spectres présentent des raies sombres qui montrent que la lumière a été sélectivement absorbée.

L'analyse d'un spectre

Pour un même élément chimique, les raies se retrouvent aux mêmes longueurs d'ondes, qu'elles soient en émission ou en absorption. Le type du spectre dépend uniquement des conditions physiques au sein de la source analysée. Il est donc possible de connaître la composition d'un corps à distance par comparaison depuis le spectre d'élément(s) connu(s) par analyse en laboratoire. Le spectre d'un corps composé présente l'ensemble des raies spectrales de ses éléments chimiques.
Toutes les étoiles, à l'image de notre Soleil, sont composées de gaz sous haute pression, elles émettent un spectre continu. Leurs spectres présentent cependant des raies en absorption ; les régions superficielles, bien plus froides, absorbant sélectivement cette émission. Seule la connaissance de la nature quantique de la lumière permettra de comprendre l'origine de ces phénomènes.