Les étoiles savantes - Lumière et couleur

Bon, aujourd'hui, j'avoue, c'est pas très mystérieux comme image. A moins que vous viviez dans une grotte sans fenêtre, vous savez que c'est un arc-en-ciel, bravo. Un chouia plus dur : qui peut m'expliquer pourquoi on voit toutes ces couleurs ? Vous vous souvenez probablement que la lumière du Soleil, qui nous apparaît à peu près blanche, est en fait composée d'un tas de couleurs, qu'on divise arbitrairement en un certain nombre, selon les cultures. Vous vous souvenez même peut-être avoir joué à l'école avec un coin en verre appelé prisme.

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Le prisme, comme la goutte d'eau, fait apparaître les différentes couleurs contenues dans la lumière blanche

Quand tout va bien et qu'il n'y a pas d'obstacle sur sa route, la lumière voyage en ligne droite. Mais lorsqu'elle rencontre un prisme ou une goutte d'eau, sa trajectoire est modifiée. Et c'est là que réside l'explication : cette modification de trajectoire dépend de la couleur ! Pour faire simple, la lumière bleue verra son chemin plus fortement modifié que la lumière rouge. Résultat, la lumière blanche se trouve décomposée en une multitude de couleurs.

Et PAF, ça fait un arc-en-ciel.

MAIS... ce n'est pas tout !

Ces jolies couleurs ne sont qu'une toute petite partie de la lumière, il y en a bien plus ! Ces autres couleurs ne sont pas visibles à l'œil nu. Vous en connaissez certaines de nom : les ultra-violets (les fameux UV qui vous crament pendant que vous bronzez), les rayons X pour voir à travers les corps, les micro-ondes qui réchauffent ta quiche aux brocolis, l'infrarouge dont on a parlé précédemment, etc.. Tout ça, c'est de la lumière ! En plus d'avoir des tas d'applications dans nos vies quotidiennes, ces différentes lumières sont très utiles pour nous, astrophysiciens.

Une vue de toutes les lumières existantes

On peut représenter ces lumières en les mettant sous forme de frise, appelée spectre, avec la lumière visible au milieu, comme ci-dessus. À gauche de la lumière visible, on trouve les UV, les rayons X et les rayons gamma. Ces lumières contiennent beaucoup plus d'énergie que la lumière visible. Dans l'univers, ils sont émis par des phénomènes violents comme des explosions d'étoile, des collisions, etc.

À droite, il y a l'infrarouge, les micro-ondes et les ondes radios (qui portent les voix de nos animateurs radio), etc. A l'inverse, ces lumières sont moins énergétiques que la lumière visible. En astrophysique, elles sont par exemple émises par les nuages de gaz froids et denses où les étoiles se forment. On peut aussi regarder un même objet, par exemple le Soleil, dans différentes lumières, pour apprendre différentes choses, comme sur l'image ci-dessous. Si on veut observer les éruptions solaires, très énergétiques, les UV et les rayons X seront plus adaptés, alors que si je veux regarder les taches solaires, ces zones plus froides de la surface du Soleil, la lumière visible conviendra mieux.

Photo Nasa/SDO Team/Jaxa/National Solar Observatory/Kitt Peak/NOAO/P. Volvert