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

52DÉCOUVERTE N°329 JUIL.-AOÛT-SEPT. 2005- 6- 4- 2Géantes bleuesSupergéantes rougesGéantes rouges0100Magnitude absolue+ 2+ 4+ 6+ 81Séquence principaleSoleil+ 100,01Naines rouges+ 12+ 14+ 160,0001Naines blanches10 000 K 6 000 K 3 000 K05BO AO FO GO KO MOType spectralM5FIGURE 7Diagramme HR. L'axe horizontal représente la température de surface ou la couleur et l'axe verticalreprésente la luminosité absolue ou la luminosité en unités solaires.L'effet DopplerEn tant qu'onde, la lumière des étoiles estsoumise à l'effet Doppler-Fizeau. Ce phénomènenous est familier lorsqu'il concerne lesondes sonores. Si une source se rapproche denous, elle semble émettre un son plus aigu quesi elle est au repos par rapport à nous. À l'inverse,une source s'éloignant de nous sembleémettre un son plus grave. Pour la lumière,cela se traduit par un décalage vers le bleupour les objets en mouvement vers nous et undécalage vers le rouge pour les objets quis'éloignent. La position des raies spectralesvarie donc en fonction de la vitesse de lasource, et c'est en comparant leurs longueursd'onde aux mesures effectuées en laboratoiresur des sources fixes que les astrophysicienspeuvent déduire cette vitesse de l'équationsuivante :v = (λ obs- λ labo)/λ labo× c (5)où v est la vitesse de la source, c est la céléritéde la lumière dans le vide et vaut 299 792 458m.s -1 , λ obsest la longueur d'onde de la raieobservée et λ laboest la longueur d'onde de lamême raie, mesurée en laboratoire.La vitesse de la source v peut se révélernégative, ce qui signifie que la source se rapprochede nous. Quoiqu'il en soit, la vitessecalculée n'est qu'une vitesse radiale (selonl'axe source-observateur), ce n'est pas la véritablevitesse de la source par rapport à l'observateur.L'effet Doppler-Fizeau possède trois applicationsimmédiates. D'abord, il donne unaccès aux vitesses radiales propres des étoiles.On a pu montrer que, par exemple, le Soleil etson cortège de planètes se rapprochent del'étoile de Barnard à la vitesse de 108 km.s -1alors qu'ils s'éloignent de l'étoile ß de la PetiteOurse à la vitesse de 17 km.s -1 . Ces observa-