Spectroscopie

Vu la distance considérable qui nous sépare des étoiles, celles-ci apparaîtront, même dans les plus puissants télescopes uniquement comme des points lumineux. Il est donc impossible de détailler la surface d'une étoile (autre que le Soleil), en revanche il est possible d'étudier la lumière de ces étoiles. Pour cela on utilise des spectroscopes, ce sont des instruments qui décomposent la lumière en un spectre. A partir de ce spectre il est possible de remonter à la composition de l'étoile, de la galaxie ou de n'importe quel objet.

Les  trois types de spectres

• Les spectres continus, toutes les longueurs d'ondes sont présentes avec différents amplitudes (Caractéristique des étoiles).

• les spectres composés de raies d'émission, uniquement quelques longueurs d'ondes sont présentes (Caractéristique des nuages de gaz chauds)

• Les spectres composés de raies d'absorption, uniquement quelques raies sont absentes. (Caractéristique de l'absorption de la lumière d'une étoile placée derrière un nuage de gaz froid)

Vitesse finie, déclage spectral et mirages gravitationnels

 
On sait depuis le XVII^e S. que la vitesse de la lumière n'est pas infinie. Le danois Ole Römer l'a découvert en observant le ballet des satellites de Jupiter. Par la suite Albert Einstein démontre que la vitesse de la lumière est indépassable, et on estime celle-ci à environ 300000 km/s. Ainsi par exemple la lumière du Soleil met 8 minutes pour nous parvenir, celle de l'étoile la plus proche Proxima Centauri 4,4 années et que dire de la galaxie d'Andromède dont la lumière met 2,6 millions d'années ! On la voit telle qu'elle était il y a 2,6 millions d'années, l'homme venait tout juste d'apparaître sur Terre.

Le décalage spectral d'une étoile est du à son déplacement relativement à l'observateur. Ainsi une source de lumière qui s'éloigne de nous offre un spectre décalé vers le rouge, si elle se rapproche il est décalé vers le bleu. C'est donc en étudiant le spectre e la lumière d'un astre que l'on saura s'il s'éloigne ou se rapproche du Soleil. Plus le décalage vers le rouge (redshift en anglais) est important et plus sa vitesse d'éloignement est grande. Or depuis Hubble, on sait que plus la distance des astres au Soleil est grande et plus leur vitesse d'éloignement (et donc le décalage du spectre vers le rouge) augemente. La mesure de ce décalage permet ainsi de connaître la distance des ces astres au Soleil.