La lumière des étoiles », par Johan KIEKEN, juillet-août-septembre ...

46DÉCOUVERTE N°329 JUIL.-AOÛT-SEPT. 2005De quelle lumière parle-t-on ?Il faut tout d'abord s'entendre sur ce que l'onappelle « lumière ». Jusqu'au tout début duXIX e siècle, ce mot était synonyme de« lumière visible » et ne désignait que l'intervalledu spectre électromagnétique comprisentre 400 et 700 nm. Nous savonsaujourd'hui que ce spectre visible ne représentequ'une infime fraction des radiationsélectromagnétiques émises par les étoiles(fig. 2). En effet, les étoiles rayonnent danstout le spectre, des plus courtes jusqu'auxplus grandes longueurs d'onde, mais demanière inégale : l'énergie électromagnétiquen'est pas émise avec la même intensité selonla longueur d'onde considérée.Le développement de nouvelles techniquesd'observation et la satellisation d'observatoiresspatiaux durant ces quarante dernièresannées ont répondu conjointement à deuxbesoins :- exploiter tout le spectre électromagnétique ;- s'affranchir de l'absorption de la majeure partiede ce spectre par l'atmosphère terrestre (1) .A l'aube du XXI e siècle, l'étude multispectraledes étoiles et de leur environnement estainsi devenue une technique de l'astrophysiquepuissante autant qu'incontournable.Le système des magnitudesUn simple coup d'œil nocturne à la voûtecéleste suffit pour constater que toutes lesétoiles n'ont pas le même éclat. Dès le II esiècle av. J.-C., l'astronome grec Hipparqueavait ébauché une classification des étoiles enfonction de leur luminosité apparente. Il lesavait rangées selon six catégories d'intensité,appelées magnitudes. Il attribua la premièremagnitude aux étoiles les plus brillantes et la(1) L'atmosphère terrestre n'est transparente que dans lafenêtre visible (de 300 nm à 1 000 nm) et la fenêtre radio (de1 cm à 20 m).Longueur d’onde10 - 6 nm10 - 5 nm10 - 4 nm10 - 3 nm10 - 2 nm10 - 1 nm1 nm10 nm100 nm10 3 nm = 1 µm10 µm100 µm1000 µm = 1 mm10 mm = 1 cm10 cm100 cm = 1 m10 m100 m1 000 m = 1 km10 km100 kmRayonsgammaRayons XRayonnementultravioletLumière visibleRayonnementinfrarougeMicro-ondesOndes radioFIGURE 2Le spectre électromagnétique.400 nmVioletBleuVertJauneOrangeRouge700 nmsixième magnitude aux étoiles les plusfaibles. Les astronomes ont formalisé depuisce système tout en étendant ses limites.Pour rendre compte des véritables propriétésphysiques des étoiles, ce n'est pas seulementleurs magnitudes apparentes quel'astronome cherche à déterminer. En effet,une étoile intrinsèquement très lumineusemais très éloignée de nous pourra, dans leciel, luire d'un éclat plus faible qu'une étoilemoins brillante, mais beaucoup plus proche.Les astronomes ont donc introduit le conceptde magnitude absolue, qui est la magnitudeapparente d'un astre s'il était observé depuisune distance de 32,6 années-lumière.Magnitudes apparente et absolue sont reliéespar la distance de l'observateur à l'astre considéré.On estime les distances aux étoilesproches par triangulation, à partir de deuxpoints diamétralement opposés de l'orbite terrestre(fig. 3). Malgré cette base de 300 mil-