EntréeÉtoiles et planètes de l'univers. En quoi les étoiles diffèrent des planètes : détails et points intéressants
Le physicien autrichien Christian Doppler (1803-1853) aurait été surpris s'il avait appris que, grâce à l'effet physique qu'il a décrit en 1842 et qui porte plus tard son nom, la chose la plus inattendue se produirait au début du XXe siècle. découverte astronomique, et à la fin du XXe siècle aura lieu la découverte la plus attendue de l'histoire de l'astronomie.
Vous avez déjà deviné que la découverte inattendue était la découverte de l'expansion de l'Univers, mesurée par le décalage vers le rouge des raies dans les spectres des galaxies lointaines. Et la découverte la plus attendue n’était pas à l’échelle universelle : en 1995, des astronomes ont prouvé que les planètes orbitaient non seulement autour du Soleil, mais aussi autour d’autres étoiles, en dehors du système solaire.De nombreuses autorités anciennes étaient convaincues qu'il était en principe impossible de faire une telle découverte. Par exemple, le grand Aristote croyait que la Terre était unique et qu’il n’y en avait pas d’autre comme elle. Mais certains penseurs ont exprimé l’espoir de l’existence de planètes « extrasolaires » – rappelez-vous Giordano Bruno ! Cependant, ceux qui croyaient aux « mondes multiples » comprenaient que détecter des planètes à proximité d’étoiles proches était techniquement extrêmement difficile, voire impossible. Avant l'invention du télescope, une telle tâche n'était même pas posée et la possibilité de l'existence d'autres systèmes planétaires n'était discutée que de manière spéculative. Mais il y a encore un demi-siècle, les astronomes, déjà armés de télescopes très avancés, considéraient la recherche d'exoplanètes - des planètes autour d'autres étoiles - comme une activité hors de propos, comme une tâche incombant à des descendants lointains.
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En effet, d’un point de vue technique, la situation semblait désespérée. Ainsi, au début des années 1960, astronomes et physiciens discutaient de la possibilité de détecter trois types d'objets hypothétiques : les trous noirs, les étoiles à neutrons et les exoplanètes. Certes, parmi ces trois termes, deux n'avaient même pas encore été inventés - il s'agissait de trous noirs et d'exoplanètes, mais beaucoup croyaient eux-mêmes à l'existence d'objets de ce type. Quant aux trous noirs, la possibilité de leur détection semblait au-delà des limites de la raison - après tout, ils sont, par définition, invisibles. En 1967, on a découvert accidentellement que des étoiles à neutrons en rotation rapide et dotées de puissantes champ magnétique- des pulsars radio. Mais il s’agissait d’un « cadeau » inattendu de la radioastronomie, auquel personne ne s’attendait au début des années 1960. Quelques années plus tard, des pulsars à rayons X à accrétion ont été découverts - des étoiles à neutrons qui capturent la matière d'une étoile voisine normale. Et seulement 30 ans après que le problème ait été reconnu comme « désespéré », presque simultanément (1995-1996), des étoiles à neutrons uniques en refroidissement et des planètes autour d’autres étoiles ont été découvertes ! Dans un sens, les prévisions se sont avérées exactes : les découvertes des deux objets se sont révélées tout aussi difficiles, mais elles ont eu lieu beaucoup plus tôt que prévu.
Variété de planètes
Il est curieux qu'au même moment, en 1996, un autre type d'objet hypothétique ait été découvert, occupant une position intermédiaire entre les étoiles et les planètes - les naines brunes, qui ne diffèrent des planètes géantes comme Jupiter que par le fait qu'elles stade précoceévolution, une réaction thermonucléaire a lieu dans leurs profondeurs avec la participation d'un isotope lourd rare de l'hydrogène - le deutérium, qui n'apporte cependant pas une contribution significative à la luminosité de la naine. Et au cours de ces mêmes années, de nombreuses petites planètes ont été découvertes à la périphérie du système solaire, dans la ceinture de Kuiper. En 1995, il est devenu clair que cette zone est habitée par de nombreux corps d'une taille caractéristique de centaines et de milliers de kilomètres, dont certains sont plus grands que Pluton et possèdent leurs propres satellites. En termes de masses, les objets de la ceinture de Kuiper comblaient le fossé entre les planètes et les astéroïdes, et les naines brunes comblaient le fossé entre les planètes et les étoiles. À cet égard, il était nécessaire de définir précisément le terme « planète ».
La limite supérieure des masses planétaires, les séparant des naines brunes et des étoiles en général, a été déterminée en fonction de leur source d'énergie interne. Il est généralement admis qu'une planète est un objet dans lequel aucune réaction de fusion nucléaire ne s'est produite au cours de son histoire. Comme le montrent les calculs effectués pour des corps de composition chimique normale (c'est-à-dire solaire), lors de la formation d'objets cosmiques ayant une masse supérieure à 13 masses de Jupiter ( M Yu) à la fin de l'étape de leur compression gravitationnelle, la température au centre atteint plusieurs millions de kelvins, ce qui conduit au développement d'une réaction thermonucléaire impliquant le deutérium. Avec des masses d'objets plus faibles, les réactions nucléaires ne se produisent pas dans leurs profondeurs. La masse est donc 13 M Yu est considérée comme la masse maximale de la planète. Objets avec des masses de 13 à 70 M Vous êtes appelées naines brunes. Et les étoiles encore plus massives sont les étoiles dans lesquelles se produit la combustion thermonucléaire de l'isotope léger commun de l'hydrogène. (Pour référence : 1 M Yu = 318 masses terrestres ( M Z) = 0,001 masse solaire ( M C) =2,10 27 kg.)
Dans leurs manifestations extérieures, les naines brunes sont plus proches des planètes que des étoiles. Au cours du processus de formation, du fait de la compression gravitationnelle, tous ces corps s'échauffent d'abord et leur luminosité augmente rapidement. Puis, après avoir atteint l’équilibre hydrostatique et arrêté la compression, leur surface commence à se refroidir et la luminosité diminue. Dans les étoiles, le refroidissement s'arrête longtemps après le début des réactions thermonucléaires et l'atteinte d'un régime stationnaire. Chez les naines brunes, le refroidissement ne ralentit que légèrement lors de la combustion du deutérium. Et la surface des planètes se refroidit de façon monotone. En conséquence, les planètes et les naines brunes se refroidissent essentiellement pendant des centaines de millions d’années, tandis que les étoiles de faible masse restent chaudes des milliers de fois plus longtemps. Cependant, selon un critère formel - la présence ou l'absence de réactions thermonucléaires - les planètes et les naines brunes sont séparées les unes des autres.
La limite inférieure des masses planétaires, qui les sépare des astéroïdes, a également une base physique. La masse minimale d'une planète est considérée comme celle à laquelle, dans les entrailles de la planète, la pression de gravité dépasse encore la résistance de son matériau. Ainsi, sous la forme la plus générale, une « planète » est définie comme un corps céleste suffisamment massif pour que sa propre gravité lui donne une forme sphéroïdale, mais pas assez massif pour que des réactions thermonucléaires se produisent dans ses profondeurs. Cette gamme de masse s'étend d'environ 1 % de la masse de la Lune à 13 masses de Jupiter, soit de 7,10,20 kg à 2,10,28 kg.
Cependant, les astronomes ont divisé le concept même de « planète » en plusieurs sous-types en raison de la nature du mouvement orbital. Premièrement, si un corps de masse planétaire orbite autour d’un corps similaire plus grand, on l’appelle alors un satellite (un exemple est notre Lune). Une planète proprement dite (parfois appelée « planète classique ») est définie comme un objet du système solaire suffisamment massif pour prendre une forme d'équilibre hydrostatique (sphéroïdale) sous l'influence de sa propre gravité, et en même temps ne le fait pas. avoir des corps de masse comparable à proximité de son orbite. Seuls Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune satisfont à ces conditions. Enfin introduit nouvelle classe objets du système solaire - "planètes naines", ou " planètes naines" Ces corps doivent satisfaire aux conditions suivantes : tourner autour du Soleil ; ne pas être un satellite de la planète ; avoir une masse suffisante pour que la force de gravité dépasse la résistance de la matière et que le corps de la planète ait une forme sphéroïdale ; ne pas avoir une masse si importante pour pouvoir dégager les environs de son orbite des autres corps. Le prototype des planètes naines était Pluton (diamètre 2310 km), et il y en a jusqu'à présent cinq : outre Pluton, il s'agit d'Eris (2330 km), Haumea (1200 km), Makemake (1400 km) et Cérès (975 km). × 909 km), auparavant considéré comme le plus gros astéroïde.
Ainsi, dans le système solaire, il y a : 1) des planètes classiques ; 2) planètes naines ; 3) des satellites ayant la masse des planètes (il y en a une douzaine environ), que l'on peut appeler « planètes satellites ». Un objet ayant la masse d’une planète située en dehors du système solaire est appelé « exoplanète » ou « planète extrasolaire ». Bien que ces termes soient égaux tant en fréquence d’utilisation qu’en signification (rappelez-vous que le préfixe grec exo- signifie « dehors », « dehors »). Or, ces deux termes, presque sans exception, font référence à des planètes liées gravitationnellement à une étoile autre que le Soleil. Cependant, des planètes indépendantes vivant dans l’espace interstellaire ont déjà été découvertes et existent peut-être en nombre considérable. Le terme « planètes flottantes » est généralement utilisé pour les désigner.
Au 14 mars 2012, la découverte de 760 exoplanètes dans 609 systèmes planétaires a été confirmée. De plus, cent systèmes contiennent au moins deux planètes et deux - au moins six. L'exoplanète la plus proche a été découverte près de l'étoile ε Eridani, à une distance de 10 années-lumière du Soleil. La grande majorité des exoplanètes sont découvertes grâce à diverses méthodes de détection indirecte, mais certaines ont déjà été observées directement. La plupart des exoplanètes observées sont des géantes gazeuses comme Jupiter et Saturne en orbite près de l’étoile. Cela s'explique évidemment par les capacités limitées des méthodes d'enregistrement : une planète massive sur une orbite à courte période est plus facile à détecter. Mais chaque année, il est possible de découvrir des planètes moins massives et plus éloignées de l'étoile. On a maintenant découvert des objets qui ne diffèrent presque pas de la Terre en termes de masse et de paramètres orbitaux.
Méthodes de recherche d'exoplanètes
De nombreuses méthodes différentes de recherche d'exoplanètes ont été proposées, mais nous ne noterons que celles (tableau 1) qui ont déjà fait leurs preuves et les discuterons brièvement. D'autres méthodes sont en cours de développement ou n'ont pas encore donné de résultats.
Observation directe des exoplanètes. Les planètes sont des corps froids ; elles-mêmes n’émettent pas de lumière, mais réfléchissent seulement les rayons de leur soleil. Par conséquent, une planète située loin d’une étoile est presque impossible à détecter dans le domaine optique. Mais même si la planète se rapproche de l’étoile et est bien éclairée par ses rayons, il nous est difficile de la voir en raison de l’éclat beaucoup plus brillant de l’étoile elle-même.
Essayons de regarder notre système solaire de l'extérieur, par exemple depuis l'étoile la plus proche α Centauri. La distance jusqu'à lui est de 4,34 années-lumière, soit 275 000 unités astronomiques (rappelez-vous : 1 unité astronomique = 1 UA = 150 millions de km - c'est la distance entre la Terre et le Soleil). Pour un observateur là-bas, le Soleil brillera aussi brillamment que l'étoile Vega dans le ciel terrestre. Et la luminosité de nos planètes s’avérera très faible et, de plus, fortement dépendante de l’orientation de l’hémisphère diurne de la planète vers elle. Le tableau 2 présente les valeurs les plus « favorables » de la distance angulaire des planètes au Soleil et de leur luminosité optique. Il est clair qu'ils ne peuvent pas être réalisés simultanément : à la distance angulaire maximale de la planète au Soleil, sa luminosité sera environ la moitié du maximum. Comme vous pouvez le constater, le leader en matière de détectabilité est Jupiter, suivi de Vénus, Saturne et la Terre. D’une manière générale, les plus grands télescopes modernes seraient capables de repérer des objets aussi sombres sans trop de difficultés, à moins qu’il n’y ait une étoile extrêmement brillante dans le ciel à côté d’eux. Mais pour un observateur lointain, la distance angulaire des planètes au Soleil est très petite, ce qui rend leur détection extrêmement difficile.
Cependant, les astronomes créent actuellement des instruments qui résoudront ce problème. Par exemple, l'image d'une étoile brillante peut être recouverte d'un écran afin que sa lumière ne gêne pas la recherche d'une planète proche. Un tel appareil est appelé coronographe stellaire. Une autre méthode consiste à « éteindre » la lumière d’une étoile en raison de l’effet d’interférence de ses rayons lumineux collectés par deux ou plusieurs télescopes proches – ce qu’on appelle l’interféromètre stellaire. Puisque l'étoile et la planète située à côté d'elle sont observées légèrement différentes directions, à l'aide d'un interféromètre stellaire (en modifiant la distance entre les télescopes ou en choisissant le bon moment d'observation), il est possible d'obtenir une extinction presque complète de la lumière de l'étoile et en même temps d'augmenter la lumière de la planète. Les deux instruments décrits - le coronographe et l'interféromètre - sont très sensibles à l'influence de l'atmosphère terrestre, donc pour fonctionner correctement, ils devront apparemment être placés sur une orbite terrestre basse.
Mesurer la luminosité d'une étoile. Une méthode indirecte de détection des exoplanètes, la méthode du transit, est basée sur l'observation de la luminosité de l'étoile sur le fond du disque de laquelle la planète se déplace. Ce n'est que pour un observateur situé dans le plan de l'orbite de l'exoplanète que celle-ci éclipsera son étoile de temps en temps. S'il s'agit d'une étoile comme le Soleil et d'une exoplanète comme Jupiter, dont le diamètre est 10 fois plus petit que celui du Soleil, alors à la suite d'une telle éclipse, la luminosité de l'étoile diminuera de 1 %. Cela peut être observé à l’aide d’un télescope au sol. Mais une exoplanète de la taille de la Terre ne couvrira que 0,01 % de la surface de l'étoile, et une si petite diminution de luminosité est difficile à mesurer à travers les turbulences. l'atmosphère terrestre; pour cela tu as besoin télescope spatial.
Le deuxième problème de cette méthode est que la fraction d’exoplanètes dont le plan orbital est exactement aligné avec la Terre est très petite. De plus, une éclipse dure plusieurs heures et l'intervalle entre les éclipses est de plusieurs années. Pourtant, des passages d’exoplanètes devant des étoiles ont déjà été observés à de nombreuses reprises.
Il existe également une méthode très exotique de recherche de planètes individuelles « à la dérive » librement dans l’espace interstellaire. Un tel corps peut être détecté par l'effet de lentille gravitationnelle qui se produit lorsqu'une planète invisible passe sur le fond d'une étoile lointaine. Avec son champ gravitationnel, la planète déforme le trajet des rayons lumineux provenant de l'étoile vers la Terre ; comme une lentille ordinaire, elle concentre la lumière et augmente la luminosité d'une étoile pour un observateur sur terre. Il s'agit d'une méthode de recherche d'exoplanètes très laborieuse, nécessitant une surveillance à long terme de la luminosité de milliers, voire de millions d'étoiles. Mais l’automatisation des observations astronomiques permet déjà de l’utiliser.
Pour ces raisons, le rôle principal dans la recherche d’exoplanètes est semblable à la Terre, est alloué aux instruments spatiaux. Depuis 2007, le satellite européen COROT observe, son télescope d'un diamètre de 27 cm est équipé d'un photomètre sensible. La recherche de planètes s'effectue selon la méthode du transit. Plusieurs planètes géantes ont déjà été découvertes, et même une planète dont la taille est à peine plus grande que celle de la Terre. En 2009, le satellite Kepler (NASA) a été lancé sur une orbite héliocentrique avec un télescope d'un diamètre de 95 cm, capable de mesurer en continu la luminosité de plus de 100 000 étoiles. Des centaines d'exoplanètes ont déjà été découvertes grâce à ce télescope.
Mesurer la position d'une étoile. Les méthodes permettant de mesurer le mouvement d’une étoile provoqué par l’orbite d’une planète autour d’elle sont considérées comme très prometteuses. À titre d’exemple, considérons à nouveau le système solaire. Le Soleil est le plus fortement influencé par le massif Jupiter : en première approximation, notre système planétaire peut généralement être considéré comme un système binaire du Soleil et de Jupiter, séparés par une distance de 5,2 UA. et en orbite avec une période d'environ 12 ans autour d'un centre de masse commun. Puisque le Soleil est environ 1 000 fois plus massif que Jupiter, il est autant de fois plus proche du centre de masse. Cela signifie que le Soleil, sur une période d'environ 12 ans, tourne dans un cercle d'un rayon de 5,2 UA/1000 = 0,0052 UA, ce qui n'est que légèrement plus grand que le rayon du Soleil lui-même. Depuis l'étoile α Centaure, le rayon de ce cercle est visible sous un angle de 0,004 "" . (C'est un très petit angle : sous cet angle, on voit l'épaisseur d'un crayon à une distance de près de 360 km.) Mais les astronomes sont capables de mesurer des angles si petits, et donc depuis plusieurs décennies ils observent des étoiles proches dans l'espoir de constater leurs « agitations » périodiques provoquées par la présence de planètes. Au tout moment Dernièrement cela a été fait depuis la surface de la Terre, mais les perspectives de recherche astrométrique d'exoplanètes sont certainement liées au lancement de satellites spécialisés capables de mesurer la position des étoiles avec une précision de quelques millisecondes d'arc.
Mesurer la vitesse d'une étoile. Vous pouvez remarquer les oscillations périodiques d’une étoile non seulement par des changements dans sa position apparente dans le ciel, mais aussi par des changements dans sa distance. Considérons à nouveau le système Jupiter-Soleil, qui a un rapport de masse de 1 : 1000. Puisque Jupiter orbite à 13 km/s, la vitesse du Soleil sur sa propre petite orbite autour du centre de masse du système est de 13 m/s. Pour un observateur distant situé dans le plan de l’orbite de Jupiter, le Soleil change de vitesse sur une période d’environ 12 ans avec une amplitude de 13 m/s.
Les astronomes utilisent l'effet Doppler pour mesurer avec précision la vitesse des étoiles. Cela se manifeste par le fait que dans le spectre d'une étoile en mouvement par rapport à un observateur sur Terre, la longueur d'onde de toutes les raies change : si l'étoile s'approche de la Terre, les raies se déplacent vers l'extrémité bleue du spectre, si elle s'éloigne , au rouge. Aux vitesses de mouvement non relativistes, l'effet Doppler n'est sensible qu'à la vitesse radiale de l'étoile, c'est-à-dire à la projection du vecteur complet de sa vitesse sur la ligne de visée de l'observateur (c'est la ligne droite reliant l'observateur à l'étoile). ). Par conséquent, la vitesse de déplacement de l’étoile, et donc la masse de la planète, est déterminée avec précision au facteur cos β, où β est l’angle entre le plan de l’orbite de la planète et la ligne de mire de l’observateur. Au lieu de la valeur exacte de la masse de la planète ( M) la méthode Doppler ne donne qu'une limite inférieure de sa masse ( M cosβ).
Habituellement, l'angle β est inconnu. Ce n'est que dans les cas où l'on observe des passages d'une planète à travers le disque d'une étoile que l'on peut être sûr que l'angle β est proche de zéro. Le tableau 3 montre les valeurs caractéristiques de la vitesse Doppler et du déplacement angulaire du Soleil sous l'influence de chacune des planètes lorsqu'elles sont observées depuis des étoiles voisines. Pluton et Éris sont présents ici en tant que représentants des planètes naines.
Comme nous pouvons le constater, l’influence de la planète fait que l’étoile se déplace à une vitesse de le meilleur cas de scenario, plusieurs mètres par seconde. Est-il possible de remarquer le mouvement d’une étoile à la vitesse du marche ? Jusqu'à la fin des années 1980, l'erreur lors de la mesure de la vitesse d'une étoile optique par la méthode Doppler était d'au moins 500 m/s. Mais ensuite, des instruments spectraux fondamentalement nouveaux ont été développés, ce qui a permis d'augmenter la précision jusqu'à 10 m/s. Cette technique a fait ouverture possible les premières exoplanètes avec des masses supérieures à Jupiter.
L'avancement vers des planètes ayant des masses inférieures à Jupiter nécessite une augmentation de 10 à 100 fois de la précision de la mesure de la vitesse de l'étoile. Les progrès dans cette direction sont tout à fait notables. Aujourd'hui, l'un des spectromètres stellaires les plus précis fonctionne sur le télescope de 3,6 mètres de l'Observatoire européen austral de La Silla (Chili). Il compare le spectre de l'étoile avec celui d'une lampe au thorium-argon. Pour éliminer l'influence des fluctuations de température et de pression de l'air, l'ensemble de l'appareil est placé dans un récipient sous vide et la lumière de l'étoile et de la lampe de comparaison lui est fournie par le télescope via un câble en fibre de verre. La précision de la mesure de la vitesse des étoiles est de 1 m/s. Christian Doppler pourrait-il imaginer cela ?!
Découvertes d'exoplanètes
Recherche astrométrique. Historiquement, les premières tentatives de détection d’exoplanètes ont été associées à l’observation de la position des étoiles proches. En 1916, l'astronome américain Edward Barnard (1857-1923) découvrit qu'une étoile rouge pâle de la constellation d'Ophiuchus se déplaçait rapidement dans le ciel par rapport aux autres étoiles - de 10 "" dans l'année. Les astronomes l'ont ensuite baptisé « l'étoile volante de Barnard ». Bien que toutes les étoiles se déplacent de manière chaotique dans l’espace à des vitesses de 20 à 50 km/s, ces mouvements restent presque imperceptibles lorsqu’ils sont observés à grande distance. L'étoile de Barnard est un luminaire très ordinaire, c'est pourquoi on soupçonne que la raison de son « vol » observé n'est pas une vitesse particulièrement élevée, mais simplement une proximité inhabituelle avec nous. En effet, l'étoile de Barnard s'est avérée être en deuxième position du Soleil après le système α Centaur.
La masse de l'étoile de Barnard est presque 7 fois supérieure moins de masse Le Soleil, ce qui signifie que l'influence des planètes voisines (s'il y en a) sur lui devrait être très perceptible. Pendant plus d’un demi-siècle, à partir de 1938, l’astronome américain Peter van de Kamp (1901-1995) étudia le mouvement de cette étoile. Il a mesuré sa position sur des milliers de plaques photographiques et a déclaré que l'étoile présentait une trajectoire ondulatoire avec une amplitude d'oscillation d'environ 0,02. "" , ce qui signifie qu’un satellite invisible tourne autour de lui. Il ressort des calculs que la masse du satellite est légèrement supérieure à la masse de Jupiter et que le rayon de son orbite est de 4,4 UA. Au début des années 1960, ce message s’est répandu dans le monde entier et a trouvé un large écho. Après tout, c’était la première décennie de l’astronautique pratique et de la recherche de civilisations extraterrestres, c’est pourquoi l’enthousiasme des gens pour les nouvelles découvertes dans l’espace était extrêmement grand.
D'autres astronomes se sont également joints à l'étude de l'étoile de Barnard. En 1973, ils ont découvert que cette étoile se déplace doucement, sans oscillations, ce qui signifie qu'elle n'a pas de planètes massives comme satellites. Ainsi, la première tentative de recherche d’une exoplanète s’est soldée par un échec. Et la première détection astrométrique fiable d'une exoplanète n'a eu lieu qu'en 2009. Après 12 ans d'observation de trente étoiles à l'aide du télescope Palomar de 5 mètres, les astronomes américains Steven Pravdo et Stuart Shacklan ont découvert une planète autour de la minuscule étoile variable « van Biesbrouck 10 » dans le système binaire Gliese 752. Cette étoile est l'une des plus petites du monde. la Galaxie : c'est une naine rouge de classe spectrale M8, inférieure au Soleil de 12 fois en masse et de 10 fois en diamètre. Et la luminosité de cette étoile est si faible que si nous remplacions notre Soleil par elle, alors pendant la journée la Terre serait éclairée comme elle l'est actuellement. nuit au clair de lune. Grâce à faible poidsétoile, la planète découverte a pu la « faire basculer » à une amplitude notable : avec une période d'environ 272 jours, la position de l'étoile dans le ciel change de 0,006 "" (le fait que cela ait été mesuré est un véritable triomphe de l’astrométrie au sol). La planète géante elle-même orbite avec un demi-grand axe de 0,36 UA. (comme Mercure) et a une masse de 6,4 M Yu, c'est-à-dire qu'il n'est que 14 fois plus léger que son étoile et ne lui est même pas inférieur en taille.
Succès de la méthode Doppler. La première exoplanète a été découverte en 1995 par les astronomes de l'Observatoire de Genève Michel Mayor et Didier Queloz, qui ont construit un spectromètre optique permettant de déterminer le décalage Doppler des raies avec une précision de 13 m/s. Il est curieux que les astronomes américains sous la direction de Geoffrey Marcy aient créé un appareil similaire plus tôt et, dès 1987, aient commencé à mesurer systématiquement la vitesse de plusieurs centaines d'étoiles, mais ils n'ont pas eu la chance d'être les premiers à faire cette découverte. En 1994, Mayor et Queloz ont commencé à mesurer la vitesse de 142 des étoiles les plus proches de nous, présentant des caractéristiques similaires à celles du Soleil. Assez rapidement, ils découvrent le « tremblement » de l’étoile 51 de la constellation de Pégase, à 49 années-lumière du Soleil. Les oscillations de cette étoile se produisent avec une période de 4,23 jours et, comme l'ont conclu les astronomes, sont causées par l'influence d'une planète d'une masse de 0,47. M YU.
Cette étonnante proximité a intrigué les scientifiques : très proche de l'étoile, comme deux petits pois dans une cosse semblable au Soleil, une planète géante se précipite, faisant le tour d'elle en seulement quatre jours ; la distance qui les sépare est 20 fois inférieure à celle de la Terre au Soleil. Les astronomes n’ont pas immédiatement cru à cette découverte. Après tout, la planète géante découverte, en raison de sa proximité avec l'étoile, devrait être chauffée à 1000 K. « Hot Jupiter » ? Personne ne s’attendait à une telle combinaison. Cependant, d'autres observations ont confirmé la découverte de cette planète. Un nom a même été proposé pour elle - Epicure, mais il n'a pas encore été reconnu. Puis d’autres systèmes ont été découverts dans lesquels la planète géante orbite très près de son étoile.
"Éclipses" d'étoiles par planètes. La méthode pas à pas s’est également révélée efficace. Désormais, les observations photométriques des étoiles sont effectuées à la fois depuis des observatoires spatiaux et depuis la Terre. Tous les instruments photométriques modernes ont un large champ de vision. En mesurant simultanément la luminosité de millions d'étoiles, les astronomes augmentent considérablement leurs chances de détecter le passage d'une planète sur le disque d'une étoile. Dans ce cas, en règle générale, on découvre des planètes qui présentent souvent une «éclipse» de l'étoile, c'est-à-dire ayant une période orbitale courte, et donc une orbite compacte.
Le terme « Jupiter chaud » est devenu si familier que personne n'a été particulièrement surpris par la découverte en 2009 d'une planète (WASP-18b) d'une masse de 10 M Yu et tournant sur une orbite presque circulaire à une distance de 0,02 UA. c'est-à-dire de son étoile. La période orbitale de cette planète n’est que de 23 heures ! Considérant que l'étoile a une plus grande luminosité que le Soleil, la température de surface de la planète devrait atteindre 3 800 K - il ne s'agit pas seulement d'un Jupiter chaud, mais d'un « Jupiter chaud ». En raison de sa proximité avec l'étoile et de sa grande masse, la planète provoque de fortes perturbations de marée à la surface de l'étoile, qui, à leur tour, ralentissent la planète et conduiront à l'avenir à sa chute sur l'étoile.
Photos d'exoplanètes
Malgré d’énormes difficultés, les astronomes ont quand même réussi à photographier des exoplanètes avec les moyens disponibles ! Il est vrai que ces outils étaient les meilleurs des meilleurs : le télescope spatial Hubble et les plus grands télescopes au sol. Parmi les astuces techniques figurent un obturateur qui coupe la lumière de l'étoile et des filtres de lumière qui transmettent principalement rayonnement infrarouge planètes dans la gamme de longueurs d'onde de 2 à 4 μm, ce qui correspond à une température d'environ 1 000 K (dans cette gamme, la planète apparaît plus contrastée par rapport à l'étoile).
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De début 2004 à mars 2012, 31 images d'exoplanètes ont été obtenues dans 27 systèmes planétaires. Par exemple, dans le disque protoplanétaire entourant la jeune étoile β Pictoris, a été photographiée une planète très similaire à Jupiter, mais en plus massive. La situation n’est pas sans rappeler celle du jeune système solaire, dans lequel le nouveau-né Jupiter a activement influencé la formation des planètes restantes du disque circumsolaire. Les astronomes rêvent depuis longtemps d’observer ce processus « en direct ».
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Fin 2008, grâce au télescope Hubble, il a été possible de photographier la planète dans le disque de poussière entourant étoile brillante Fomalhaut (α Poissons du Sud). Bien que cette étoile brille près de 20 fois plus puissamment que le Soleil, elle ne pouvait pas éclairer sa planète suffisamment fort pour la rendre visible depuis la Terre. Après tout, la planète découverte est 115 fois plus éloignée de Fomalhaut que la Terre ne l'est du Soleil. Par conséquent, les astronomes suggèrent que la planète est entourée d'un anneau géant réfléchissant la lumière, beaucoup plus grand que l'anneau de Saturne. Apparemment, les satellites de cette planète s'y sont formés, tout comme les satellites des planètes géantes se sont formés dans la jeunesse du système solaire.
Non moins intéressante est une photographie de trois planètes à la fois près de l'étoile HR 8799 dans la constellation de Pégase, obtenue à l'aide des télescopes au sol Keck et Gemini. Ce système se trouve à environ 130 années-lumière de nous. Chacune de ses planètes est presque un ordre de grandeur plus massive que Jupiter, mais elles se déplacent à peu près aux mêmes distances de leur étoile que nos planètes géantes. Lorsqu'elles sont projetées sur le ciel, ces distances sont de 24, 38 et 68 UA. Il est très probable qu’à la place de Vénus, de la Terre et de Mars, on trouvera dans ce système des planètes semblables à la Terre. Mais pour l’instant, cela dépasse les capacités techniques.
Obtenir des images directes d'exoplanètes - l'étape la plus importante dans leur étude. Premièrement, cela confirme définitivement leur existence. Deuxièmement, la voie a été ouverte pour étudier les propriétés de ces planètes : leur taille, leur température, leur densité, leurs caractéristiques de surface. Et le plus excitant, c’est que le déchiffrement des spectres de ces planètes approche à grands pas, et donc l’élucidation de la composition gazeuse de leur atmosphère. Les exobiologistes rêvent depuis longtemps d’une telle possibilité.
Les choses les plus intéressantes sont à venir !
La découverte des premiers systèmes planétaires extrasolaires a été l'une des plus importantes réalisations scientifiques XXe siècle. Le problème le plus important a été résolu : nous savons désormais avec certitude que le système solaire n'est pas unique, que la formation de planètes à proximité des étoiles est une étape naturelle de l'évolution. Depuis plusieurs siècles, les astronomes se débattent avec le mystère de l’origine du système solaire. le problème principal c'est que notre système planétaire n'a jusqu'à présent rien de comparable. Aujourd'hui, la situation a changé : récemment, les astronomes ont découvert en moyenne 2 à 3 systèmes planétaires par semaine. Tout d'abord, bien sûr, des planètes géantes y sont visibles, mais des planètes telluriques sont déjà découvertes. Il devient possible de classer et étude comparative systèmes planétaires. Cela facilitera grandement la sélection d'hypothèses viables et la construction d'une théorie correcte de la formation et de l'évolution précoce des systèmes planétaires, y compris notre système solaire.
Dans le même temps, il est devenu clair que notre système planétaire est atypique : ses planètes géantes, se déplaçant sur des orbites circulaires en dehors de la « zone de vie » (la région des températures modérées autour du Soleil), permettent longue durée existent dans cette zone des planètes telluriques, dont l'une - la Terre - possède même une biosphère. Parmi les systèmes d’exoplanètes découverts, la plupart n’ont pas cette qualité. Nous comprenons bien entendu que la détection massive de « Jupiters chauds » est un phénomène temporaire en raison des capacités limitées de notre technologie. Mais le fait même de l’existence de tels systèmes est étonnant : il est évident qu’une géante gazeuse ne peut pas se former à côté d’une étoile, mais alors comment en est-elle arrivée là ?
À la recherche d’une réponse à cette question, les théoriciens simulent la formation de planètes dans des disques circumstellaires de gaz et de poussière et apprennent beaucoup ce faisant. Il s'avère qu'une planète pendant sa période de croissance peut voyager (migrer) à travers le disque, s'approchant ou s'éloignant de l'étoile, en fonction de la structure du disque, de la masse de la planète et de son interaction avec d'autres planètes. Ces études théoriques sont extrêmement intéressantes, car les résultats de simulation peuvent être immédiatement vérifiés à l'aide de nouveaux matériaux d'observation. Le calcul de l'évolution d'un disque protoplanétaire prend bon ordinateur environ une semaine, et pendant ce temps, les observateurs parviennent à découvrir quelques nouveaux systèmes planétaires.
Sans exagération, on peut dire que la découverte de planètes extrasolaires est un grand événement dans l’histoire des sciences. Réalisé à la fin du XXe siècle, il deviendra à l'avenir l'un des événements majeurs du siècle dernier, avec la maîtrise énergie nucléaire, aller dans l'espace et découvrir les mécanismes de l'hérédité. Il est déjà clair que le XXIe siècle qui vient de commencer sera l'apogée de la planétologie, une branche de l'astronomie qui étudie la nature et l'évolution des planètes. Pendant plusieurs siècles, le laboratoire des planétologues s'est limité à une douzaine d'objets du système solaire, et tout à coup, en quelques années seulement, le nombre d'objets disponibles a augmenté des centaines de fois et l'éventail des conditions dans lesquelles ils existent s'est avéré être d’une ampleur déconcertante. Un planétologue moderne peut être comparé à un biologiste qui, pendant de nombreuses années, a étudié uniquement la flore et la faune du désert et s'est soudainement retrouvé dans une forêt tropicale. Les planétologues sont actuellement dans un état de choc léger, mais ils vont bientôt se rétablir et s'orienter dans la gigantesque variété de planètes nouvellement découvertes.
La deuxième science, ou plutôt protoscience, qui ressent l'effet puissant de la découverte de planètes autour d'autres étoiles, est la biologie de la vie extraterrestre, l'exobiologie. Compte tenu du rythme de la découverte et de la recherche des exoplanètes, on peut s'attendre à ce que le 21e siècle nous apporte la découverte de biosphères sur certaines d'entre elles et marquera le tournant tant attendu et attendu. naissance définitive l'exobiologie, qui s'est jusqu'ici développée à l'état latent faute de véritable objet d'étude.
On entend tous assez souvent que des scientifiques ont découvert quelque chose ou quelqu'un sur telle étoile ou sur telle planète, ou ont simplement mené des recherches, et... ainsi de suite. Mais peu de gens se demandent pourquoi les planètes sont appelées planètes et les étoiles sont appelées étoiles, et quelles différences importantes ont-elles, puisque l'une est séparée de l'autre ? En même temps, presque chacun d'entre nous s'est posé au moins une fois dans sa vie une question assez stupide : « Le soleil est-il une étoile ou une planète ? De plus, presque tout le monde répondra immédiatement à cette question selon laquelle le Soleil est, bien sûr, une étoile, mais tout le monde n'est pas en mesure d'expliquer pourquoi c'est une étoile et non une planète.
Cela se pose assez question logique: Quelle est la différence entre une étoile et une planète ?
La différence entre eux est tout simplement énorme, même si à première vue elle n'est pas très perceptible
1. La première et la plus importante chose est que les étoiles sont capables d'émettre indépendamment de la lumière et de la chaleur, contrairement aux planètes, qui ne sont capables que de réfléchir les rayons de lumière tombant sur elles par d'autres luminaires, étant essentiellement des corps sombres.
2. Les étoiles ont des températures de surface beaucoup plus élevées que celles connues sur Terre. ce moment planètes. Les températures moyennes de leurs surfaces varient de 2 000 à 40 000 degrés, sans parler des couches situées plus près du centre du corps cosmique, où les températures peuvent même atteindre des millions de degrés.
Données de SDO, un vaisseau spatial solaire, sur trois ans d'exploitation
3. Les étoiles sont de loin supérieures aux meilleures planètes majeures par sa masse.
4. Toutes les planètes se déplacent sur des orbites par rapport à leurs luminaires, qui, à leur tour, restent au même moment complètement immobiles. Cela se produit de la même manière que notre Terre tourne autour du Soleil. Grâce à cela, il est possible d’observer différentes phases des planètes à la manière de la Lune.
5. Toutes les planètes, dans leur composition chimique, sont formées à la fois de particules solides et légères, contrairement aux étoiles, qui sont principalement constituées uniquement d'éléments légers.
6. Les planètes ont souvent un ou plusieurs satellites, mais les étoiles n'ont jamais de tels « voisins ». Mais en même temps, l’absence de satellite n’est bien sûr pas un fait que ce corps cosmique n'est pas une planète.
7. À la surface d'absolument toutes les étoiles, des réactions nucléaires ou thermonucléaires se produisent nécessairement, accompagnées d'explosions. À leur tour, ces réactions ne sont pas observées à la surface des planètes, sauf si cas exceptionnels, et seulement sur des planètes nucléaires et seulement des réactions nucléaires très, très faibles.
Nous pouvons certainement dire...
Nous pouvons maintenant affirmer avec certitude que le Soleil est une étoile typique (la naine jaune de type G). Parce que 8 planètes tournent autour d’elle, formant avec elle le système solaire ; il émet indépendamment de la lumière et de la chaleur - la température moyenne de surface est de 5 000 à 6 000 K ; se compose principalement d'éléments légers tels que l'hydrogène et l'hélium - près de 99 %, et seulement 1 % sont solides; des réactions thermonucléaires se produisent constamment à sa surface ; et par sa taille, elle est plusieurs fois plus grande que n'importe quelle planète du système solaire.
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Interprétons les rêves ensemble :
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Apparaissant dans les rêves nocturnes, les animaux personnifient le rêveur lui-même... |
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Famille, amis, connaissances occasionnelles et inconnus. Que signifie leur apparition dans les rêves ? |
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Les rêves prophétiques nous parviennent extrêmement rarement et préfigurent des événements très importants. |
Les rêves sont l’activité de notre subconscient et de notre psychisme, qui continue de fonctionner même pendant le sommeil. Le psychisme est appelé à résoudre nos problèmes quotidiens en utilisant la méthode de prédiction du plus résultat probableévénements. Ainsi, ce qui peut être dans un état inconscient pour nous, mais déterminé de manière latente, s'exprime à travers les rêves. Il nous suffit d'apprendre à interpréter les rêves, ce qui sera la clé pour nous connaître nous-mêmes. Par exemple, les rêves aident souvent au diagnostic précoce des maladies et nous aident à prêter attention à temps à notre état de santé. De plus, les rêves révèlent souvent nos désirs à travers la prise de conscience de ce qui cause réellement des difficultés. Dans ce cas, le mécanisme de répression des informations désagréables puis de leur remplacement par des informations plus agréables est déclenché. Les rêves peuvent même devenir un assistant pour trouver des réponses aux questions qui nous concernent en réalité.
Regardez le ciel nocturne et vous verrez quelques-unes des planètes de notre système solaire, ainsi que des milliers d'étoiles, dont il y en a un milliard de millions dans l'Univers... et même plus !
Univers se compose de nombreuses galaxies dans lesquelles se trouvent des myriades d'étoiles et d'objets différents de l'univers - ce sont des galaxies et des constellations, des nébuleuses et des amas d'étoiles, une grande variété d'étoiles et leurs systèmes planétaires. Parmi eux, dans la Voie lactée, il y a une planète, peut-être la seule sur laquelle existe une vie intelligente.
Ceci est notre maison – la planète Terre.
La maison dans laquelle nous vivons est la planète Terre. Notre planète tourne autour du Soleil et fait partie du système solaire avec d’autres planètes. Il existe neuf planètes dans le système solaire, dont beaucoup possèdent leurs propres satellites et anneaux. Dans notre système solaire, vous pouvez trouver des comètes, des astéroïdes et même des amas entiers. Chaque objet du système solaire est intéressant et unique à sa manière, et un seul d’entre eux, sur notre planète Terre, possède la vie.
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Constellations du ciel étoilé
Il y a des milliers d'années, les astronomes, observant le mouvement des étoiles dans le ciel et dessinant des contours entre elles, les ont dotés de noms de constellations associés aux mythes et légendes. Et aujourd’hui, comme il y a des milliers d’années, chaque saison offre l’occasion de voir les constellations et les étoiles familières du ciel nocturne. Tout au long du cycle annuel, les étoiles changent de position par rapport à nous et seulement étoile polaire est restée pendant un bon millénaire et demi un phare pratiquement immobile du pôle nord de la Terre.
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Étoiles et galaxies
Notre galaxie, qui comprend le système solaire, s'appelle la Voie Lactée et sa taille est énorme (1 quintillion de kilomètres et des centaines de milliers d'années-lumière), mais il existe d'autres galaxies proches, selon les normes de l'univers, et lointaines. Tout comme dans notre galaxie, ils contiennent le plus diverses étoiles, nébuleuses, amas ouverts et globulaires d'étoiles, trous noirs, naines blanches et rouges, ainsi que de nombreux autres objets mystérieux de l'univers.
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L'homme et l'espace
Depuis l’Antiquité, l’homme cherche à comprendre les secrets du ciel étoilé. Il a inventé le télescope, lancé le satellite, puis l'homme lui-même s'est lancé dans espace ouvert, a appris à calculer les distances et les masses, à trouver les étoiles les plus éloignées à des centaines de milliers d'années-lumière dans les coins les plus éloignés de l'univers, mais une grande partie a déjà ouvert par l'homme les objets spatiaux restent encore un mystère et un mystère des entrailles les plus profondes de l'univers.
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La galaxie dans laquelle nous vivons s'appelle la Voie Lactée. Il contient le système solaire, composé du Soleil et de neuf planètes tournant autour de lui. La troisième planète à partir du Soleil est notre planète Terre. Et c’est depuis cette planète que nous avons commencé notre découverte pionnière du vaste univers incompréhensible.
La plupart des objets les plus éloignés de l’univers sont déjà connus de la science, et beaucoup d’entre eux, peut-être même davantage, restent un mystère. Étant donné que l’univers est en constante expansion, bon nombre de ses merveilles mettent une éternité à être révélées.
Bien visible par nuit claire.
Planètes
Parmi les innombrables étoiles, on les distingue facilement par leur éclat brillant les planètes, qui est traduit du grec ancien - étoiles errantes. Ces corps célestes étaient ainsi nommés par les anciens Grecs parce que, de jour en jour, ils se déplaçaient par rapport aux étoiles apparemment immobiles et apparaissaient comme des luminaires brillants dans le ciel nocturne.
Planètes de l'Univers
Comme vous le savez, les planètes ne le sont pas du tout : elles reçoivent de la lumière et se déplacent autour d'elle sur des orbites dont la forme est proche d'un cercle.
Comètes
Sur des orbites très allongées, après une période de temps ou une autre, nos invités lointains s'envolent depuis les espaces interplanétaires. système solaire - comètes, ou étoiles à queue(traduit du grec). L’apparition soudaine d’une comète a toujours effrayé l’ignorant.
Ils disaient que des guerres sanglantes et dévastatrices commenceraient, que des troubles, des famines et des épidémies se produiraient partout et que même la fin du monde viendrait.
On peut l'observer beaucoup plus souvent, notamment à la fin de l'été, Douche d'étoiles d'août. Autrefois, on croyait que chaque personne avait sa propre étoile dans le ciel et que lorsqu'elle mourait, son étoile s'estompait et tombait également.
Les étoiles, bien sûr, ne tombent pas. Il s’agit de fragments de corps célestes et de comètes désintégrées : ils s’échauffent jusqu’à plusieurs milliers de degrés et commencent à briller lorsqu’ils entrent dans l’atmosphère terrestre.
Météorites
L'air chaud autour des corps qui tombent brille également. Dans le cas où ils ne brûlent pas complètement et se transforment en gaz chaud, ils tombent au sol. pierres du ciel, comme on les appelait autrefois, ou météorites. Parfois, ils atteignent des tailles énormes.
La météorite, tombée en février 1947 dans la région de la crête Sikhote-Alin avec une pluie de fragments, pèserait jusqu'à cent tonnes. Sur le site de sa chute, j'ai découvert de nombreux cratères profonds pouvant atteindre 30 mètres de diamètre. En deux ans, environ 23 tonnes de fragments de météorites ont été collectées dans cette zone.
Célèbre Météorite Toungouska, tombé à l'été 1908 dans la taïga isolée, près du petit village de Vinovara, près de la rivière. Podkamennaya Tunguska (territoire de Krasnoïarsk) n'a pas encore été découverte, malgré de nombreuses années de recherches. Les scientifiques pensent qu'il a explosé au cours de l'automne et s'est complètement désintégré en minuscules particules poussière de métal.
Il a en fait été découvert lors de l'analyse du sol dans la zone de l'explosion, entendue à 1000 kilomètres. La colonne d'explosion s'élevait à une hauteur d'au moins 20 kilomètres et était visible sur 750 kilomètres de circonférence. Sur une vaste zone - jusqu'à 60 kilomètres de diamètre - des arbres ont été abattus, avec leurs cimes dans toutes les directions depuis le lieu de l'explosion.
Les scientifiques estiment qu’environ 10 tonnes de matière météoritique tombent sur Terre chaque jour.
Habituellement, parmi les étoiles faiblement scintillantes, on peut en distinguer les plus brillantes - blanc bleuâtre, jaune, rougeâtre. La plupart des étoiles sont dans la large bande argentée - voie Lactée, qui, tel un cerceau géant, encercle la voûte céleste.
Avec son regard pénétrant, l'homme a pénétré dans les profondeurs cachées de l'univers et a finalement vu, grâce à de puissants télescopes, des mondes lointains comme voie Lactée. Il n'est pas difficile d'en conclure quelle place modeste la nôtre occupe dans l'univers - infinie dans le temps et dans l'espace, n'ayant ni début ni fin.
Une étoile est une boule auto-lumineuse chauffée au rouge
Selon une comptabilité astronomique stricte, des millions. Les étoiles et les planètes de l'Univers, comme on dit, sont comptées individuellement, incluses dans des listes spéciales, dans un catalogue et marquées sur des cartes spéciales.
Chaque étoile - une boule auto-lumineuse chauffée au rouge semblable à notre Soleil.
Étoile Soleil Les étoiles sont très loin de nous. À l'étoile la plus proche - c'est comme ça que ça s'appelle Proxima, c'est-à-dire en latin, le plus proche, - il aurait fallu très, très longtemps pour y arriver, même avec l'aide d'une fusée. La lumière de cette étoile jusqu'à la Terre prend quatre ans, comme l'ont déterminé les astronomes.
La vitesse de la lumière est très élevée : 300 000 kilomètres par seconde ! Nous pouvons en tirer la conclusion suivante : si, par exemple, Proxima s'assombrit aujourd'hui, les gens observeront son dernier rayon dans le ciel pendant quatre années entières.
Cent cinquante millions de kilomètres séparant , la lumière parcourt 8 minutes 18 secondes. Comme le Soleil est proche de nous par rapport à son plus proche voisin !
La taille des étoiles varie considérablement. L'étoile géante (de la constellation de Céphée) est 2 300 fois plus grande que le Soleil, et les petites étoiles (l'étoile de Kuiper) font presque la moitié de la taille de la Terre.
Température des étoiles
Divers et température des étoiles. Les étoiles blanc bleuté sont les plus chaudes : leur température de surface est de 30 000° ; sur les étoiles jaunes, il fait déjà plus frais - 6 000°, et sur les étoiles rouges 3 000° et moins. Notre Soleil est une étoile plutôt faible, naine jaune, comme l'appellent les astronomes.
La naissance des étoiles
En étudiant les corps célestes, les scientifiques ont tiré de nombreuses conclusions intéressantes sur naissance des étoiles, sur leur développement et leur composition chimique. Composition chimique les corps célestes sont étudiés avec un appareil spécial - un spectroscope. Il vous permet de détecter même des quantités négligeables d'une substance à l'aide des raies de couleur caractéristiques du spectre.
Gamme
Gamme(du latin « spectre ») - visible, vision.
Vous pouvez avoir une idée du spectre d'un arc-en-ciel après la pluie. Il attire par des transitions subtiles d'une couleur à l'autre : du rouge - en passant par l'orange, le jaune, le vert, le bleu et l'indigo - jusqu'au violet.
Vous n’oublierez jamais la place de chaque couleur dans le spectre si vous vous souvenez de cette petite fable :
Chaque chasseur veut savoir où est assis le faisan.
Ici, la lettre initiale du mot désigne la couleur.
Lorsqu'un rayon de lumière, traversant un prisme triangulaire en verre, tombe sur une feuille de papier ou un mur blanc, une belle bande arc-en-ciel est également obtenue. Vous verrez la même bande colorée au plafond ou au mur si un rayon de soleil tombe sur le bord du miroir ou si la lumière scintille de teintes colorées sur les boules à facettes et les pampilles d'un lustre de théâtre.
Les solides et liquides chauds, ainsi que les gaz sous haute pression, forment des spectres continus sous la forme de rayures arc-en-ciel, tandis que les gaz raréfiés, lorsqu'ils sont chauffés, produisent non pas un spectre continu, mais linéaire ; il se compose de lignes colorées individuelles caractéristiques de chaque substance, séparées par des espaces sombres.
L'adaptation du spectroscope au télescope a permis d'obtenir des photographies des spectres de corps célestes très lointains et d'en tirer la conclusion qu'aucun élément chimique inconnu sur Terre n'a encore été découvert sur ceux-ci. L'analyse chimique des météorites a donné les mêmes résultats. Analyse spectrale les mondes stellaires lointains et l'analyse chimique des météorites parlent de manière convaincante de unité de matière de l'Univers.