Rayonnements dans l'Univers
Objectifs :
D’où viennent les rayonnements
électromagnétiques émis par l'Univers
(et captés puis analysés depuis la Terre)?
Comment nous renseignent-ils sur l’Univers ?
Comment nous renseignent-ils sur l’Univers ?
Le rayonnement électromagnétique
Le spectre électromagnétique est une décomposition du rayonnement électromagnétique selon la longueur d’onde
, la
fréquence f, la période T ou
l’énergie des photons E.
On peut citer les ondes radio, les micro-ondes, le rayonnement infrarouge, la lumière visible, les rayonnements ultraviolets, les rayons X et les rayons gamma.
Le spectre électromagnétique est une décomposition du rayonnement électromagnétique selon la longueur d’onde
, la
fréquence f, la période T ou
l’énergie des photons E.On peut citer les ondes radio, les micro-ondes, le rayonnement infrarouge, la lumière visible, les rayonnements ultraviolets, les rayons X et les rayons gamma.
1. Les différentes sources de rayonnement
a. Le Soleil
La puissance du rayonnement
électromagnétique par unité de
surface (irradiance) est maximale dans le visible, mais
n’est pas négligeable pour les autres gammes
de rayonnement.
Le Soleil est donc principalement une des sources de rayonnement ultraviolet, visible et infrarouge. On peut aussi lui associer des rayonnements gamma et radio.
Le Soleil est donc principalement une des sources de rayonnement ultraviolet, visible et infrarouge. On peut aussi lui associer des rayonnements gamma et radio.
b. Les étoiles
Les étoiles se forment suite à la
contraction d'une nébuleuse ( = nuage) de
gaz et de poussières sous l'effet de la
gravité. Si la température est suffisante,
des cycles de réactions nucléaires
commencent au cœur de la nébuleuse
pour former une étoile.
Une étoile est un astre émettant un rayonnement électromagnétique à cause des réactions nucléaires qui se produisent en son centre.
Les étoiles émettent des rayonnements électromagnétiques dont la longueur d’onde est très variable.
Une observation de la voie lactée permet de comprendre que les étoiles émettent de très nombreux rayonnements.
Une étoile est un astre émettant un rayonnement électromagnétique à cause des réactions nucléaires qui se produisent en son centre.
Les étoiles émettent des rayonnements électromagnétiques dont la longueur d’onde est très variable.
Une observation de la voie lactée permet de comprendre que les étoiles émettent de très nombreux rayonnements.
c. Les autres astres
Les autres astres ( tels que les planètes,
comètes, astéroïdes ...)
émettent eux aussi des rayonnements qui dominent
dans l’infrarouge, mais qui sont moins
intenses que ceux émis par les
étoiles.
d. Le rayonnement fossile
On appelle aussi le rayonnement fossile : le fond diffus
cosmologique.
La lumière, émise environ 380 000 ans après le Big Bang et encore observable aujourd’hui, est composée de micro-ondes de basse température (2,73 K). Cette lumière est un témoin de la jeunesse de l’Univers.
La découverte du rayonnement fossile sans connaître son origine est le résidu des conditions extrêmes qui existaient dans les premiers instants de l'univers.
La lumière, émise environ 380 000 ans après le Big Bang et encore observable aujourd’hui, est composée de micro-ondes de basse température (2,73 K). Cette lumière est un témoin de la jeunesse de l’Univers.
La découverte du rayonnement fossile sans connaître son origine est le résidu des conditions extrêmes qui existaient dans les premiers instants de l'univers.
2. Réception des rayonnements sur Terre
Lorsqu’on capte et analyse les rayonnements
provenant de l’Univers, une grande partie est
absorbée ou réfléchie
par l’atmosphère terrestre.
a. Absorption
L'atmosphère terrestre ne laisse passer qu'une
partie du rayonnement
électromagnétique.
Les ondes les plus courtes (les rayons ultraviolets UV) sont en partie absorbées dans les couches atmosphériques par les molécules de gaz telles que les molécules de dioxygène (O2).
Les ondes les plus courtes (les rayons ultraviolets UV) sont en partie absorbées dans les couches atmosphériques par les molécules de gaz telles que les molécules de dioxygène (O2).
b. Diffusion
Plus un rayon lumineux a une courte longueur d'onde, plus
il est diffusé. Ainsi, on en déduit que les
rayons ultraviolets sont fortement
diffusés par les gouttelettes d'eau
des différentes couches nuageuses.
c. Réflexion
Les ondes plus longues (comme les rayons
infrarouges et au-delà) se
réfléchissent, ce qui permet aux
grandes ondes des émetteurs terrestres,
d'être captées à longue distance.
d. Réception des rayonnements
Une faible partie du rayonnement solaire
parvient jusqu'à la surface de la Terre :
les ondes radio décamétriques (= ondes
courtes) aux rayons ultraviolets.
Le reste étant réfléchi ou filtré par l'atmosphère et l'ionosphère (= atmosphère supérieure de la Terre).
L'étude du rayonnement électromagnétique du Soleil par la radioastronomie a permis d'énormes progrès dans la compréhension du fonctionnement interne du Soleil.
Le reste étant réfléchi ou filtré par l'atmosphère et l'ionosphère (= atmosphère supérieure de la Terre).
L'étude du rayonnement électromagnétique du Soleil par la radioastronomie a permis d'énormes progrès dans la compréhension du fonctionnement interne du Soleil.
L'essentiel
Les étoiles, les astres, les
planètes émettent des rayonnements
électromagnétiques dont les longueurs
d’onde (et les fréquences) sont très
variables.
Le spectre électromagnétique est une décomposition des rayonnements selon une grandeur (période T, fréquence f, longueur d’onde
ou
énergie des photons E).
Les rayonnements électromagnétiques sont absorbés, diffusés ou réfléchis par l’atmosphère terrestre. Seule une partie des rayonnements sont détectables sur Terre.
Le spectre électromagnétique est une décomposition des rayonnements selon une grandeur (période T, fréquence f, longueur d’onde
ou
énergie des photons E).Les rayonnements électromagnétiques sont absorbés, diffusés ou réfléchis par l’atmosphère terrestre. Seule une partie des rayonnements sont détectables sur Terre.
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