INITIATION A LA SPECTROGRAPHIE STELLAIRE

Pourquoi ce choix et quel rapport avec le thème de cette année?

En concertation avec Monsieur Fiolet, astrophysicien à La Coupole d'Helfaut et parrain de l'atelier cette année, il a été décidé d'initier les élèves à la capture de

spectres d'étoiles avec le matériel de l'atelier.

Le rapport avec la vie extra-terrestre étant que les spectres d'étoiles à trés haute résolution sont utilisés pour détecter la présence dans leur voisinage d'exoplanètes.

(voir la méthode de détection des exoplanètes par la méthode des vitesses radiales)

Pour des spectres réalisés avec du matériel moins perfectionné ( à basse résolution), on ne peut pas détecter la présence d'une exoplanète mais on peut en apprendre

beaucoup sur l'étoile comme la composition de son atmosphère ainsi que la température de sa surface.

Le matériel:

>L'élément le plus important est un réseau qui permet de décomposer la lumière émise par l'étoile qui se révèle être en réalité une superposition de lumières

colorées.

La figure colorée obtenue se nomme spectre de l'étoile.

Le réseau utilisé dans l'atelier est le STAR ANALYSER 100 de Shelyak Instruments:

>Ensuite, il faut un capteur numérique comme celui d'un appareil réflex-numérique avec lequel on essaiera d'intercepter l'image du spectre pour le photographier.

> Enfin, de façon à avoir un spectre le plus lumineux possible, on peut utiliser une lunette astromomique ou bien un télescope pour concentrer la lumière de l'étoile.

> Pour éviter que l'image du spectre ne soit flou à cause du bouger du photographe, on doit utiliser un trépied ou même une monture astronomique et un

déclencheur souple qui évite de faire bouger l'appareil au moment de la prise de vue.

Le montage optique correspondant est celui-ci:

Le jeudi 7 novembre, les élèves se sont exercés en réalisant le spectre d'une lampe à incandescence utilisée dans les séances de travaux pratiques en électricité; voici

les résultats:

Sensibilité 100 ISO - temps de pose: 1/4 seconde.

Sensibilité 100 ISO - temps de pose 2 secondes ( photo surexposée)

On aperçoit plusieurs spectres sur la photographie  symétriques l'un de l'autre par rapport à l'image de l'étoile ( ici de la lampe); plus on s'éloigne de l'image de

l'étoile, plus la luminosité du spectre de l'étoile baisse:

- le spectre le plus lunineux et le plus proche de l'image de l'étoile est le spectre d'ordre 1.

- du même côté, le second spectre un peu moins lumineux est le spectre d'ordre 2 et ainsi de suite.

- les spectres qui se trouvent de l'autre côté sont d'ordre -1, -2 en s'éloignant de l'image de la lampe.

Habituellement, les spectres ont la même luminosité quand ils sont symétriques par rapport à l'image de la lampe. Ici, ce n'est pas le cas car le réseau utilisé est dit

blazé dans l'ordre 1 ce qui signifie qu'il renforce la luminosité du spectre d'ordre 1 au détriment des autres ordres.