Astronomie et astrophysique 101 : Spectre électromagnétique

Astronomie et astrophysique 101 : Spectre électromagnétique

Spectre électromagnétique

Le spectre électromagnétique est une gamme de fréquences de rayonnement électromagnétique. De la grande à la petite longueur d’onde, le spectre électromagnétique comprend les ondes radio, les micro-ondes, les infrarouges, la lumière visible, les ultraviolets, les rayons X et les rayons gamma.

L’énergie se déplace dans l’espace sous forme d’ondes électromagnétiques (EM), qui sont constituées de champs électriques et magnétiques oscillants. Les ondes électromagnétiques n’ont pas besoin d’un matériau (comme l’air ou l’eau) pour se déplacer, et peuvent donc, contrairement au son, voyager dans le vide. Toutes les ondes électromagnétiques se déplacent à la même vitesse dans le vide : la vitesse de la lumière (qui est elle-même une onde électromagnétique).

Une onde électromagnétique, comme les autres ondes, est définie par sa longueur d’onde, et la gamme de longueurs d’onde que nous observons, de l’extrêmement longue à la très courte, est appelée le spectre électromagnétique. Le spectre électromagnétique est vaguement divisé en divisions basées sur la façon dont les ondes se comportent lorsqu’elles interagissent avec la matière, et chaque division porte un nom. Les ondes radio ont les longueurs d’onde les plus longues, suivies par les micro-ondes, les infrarouges, la lumière visible, les ultraviolets, les rayons X et enfin les rayons gamma, qui ont les longueurs d’onde les plus courtes.

Les objets célestes tels que les étoiles, planèteset galaxies émettent toutes des ondes électromagnétiques à différentes longueurs d’onde, c’est pourquoi les télescopes sont construits pour être sensibles à différentes sections du spectre électromagnétique. Les longueurs d’onde plus courtes sont qualifiées de ” bleues “, tandis que les longueurs d’onde plus longues sont qualifiées de ” rouges “. Le rayonnement électromagnétique dans et près de la région visible du spectre est généralement appelé “lumière”.

Nous pouvons construire une image plus complète de la structure, de la composition et du comportement d’un objet en combinant des observations à différentes longueurs d’onde que les seules longueurs d’onde visibles peuvent transmettre.


Le spectre électromagnétique est une gamme de longueurs d’onde du rayonnement électromagnétique. De la grande à la petite longueur d’onde, le spectre EM comprend les ondes radio, les micro-ondes, l’infrarouge, la lumière visible, l’ultraviolet, les rayons X et les rayons gamma. Crédit : ESA/Hubble

Depuis plus de trois décennies, Hubble étudie l’Univers à l’aide de son miroir primaire de 2,4 mètres et de ses cinq instruments scientifiques. Ils observent principalement dans l’ultraviolet et visible du spectre, mais aussi dans le proche et le lointain.infrarouge infrarouge. Hubble observe dans différentes bandes de longueur d’onde, une bande à la fois, chacune fournissant des informations différentes sur l’objet étudié. Chacune de ces longueurs d’onde est reproduite dans une couleur différente et celles-ci sont combinées pour former une image composite qui ressemble bien à l’émission réelle de cet objet céleste.

Images multi-longueurs d'onde et images composites de NGC 1512

Les astronomes ont utilisé cet ensemble d’images monochromes, présentées sur le pourtour, pour construire l’image couleur (au centre) d’un anneau d’amas d’étoiles entourant le noyau de la galaxie NGC 1512. Ces images ont été prises par la Faint Object Camera (FOC), la Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) et la Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA.
Chaque image représente une couleur ou une région de longueur d’onde spécifique du spectre, de l’ultraviolet au proche infrarouge, et montre la large région de longueur d’onde couverte par Hubble. Les corps célestes émettent de la lumière à différentes longueurs d’onde, allant des rayons gamma aux ondes radio. Les astronomes ont choisi d’étudier NGC 1512 dans ces couleurs pour mettre en évidence des détails importants dans l’anneau de jeunes amas d’étoiles entourant le noyau.
Crédit : NASA, ESA, Dan Maoz (Université de Tel-Aviv, Israël, et Université de Columbia, USA)

En explorant l’image ci-dessus, vous pouvez voir comment les astronomes ont utilisé un ensemble d’images monochromes pour construire l’image couleur d’un anneau d’amas d’étoiles entourant le noyau de la galaxie NGC 1512. Chaque image représente une couleur ou une région de longueur d’onde spécifique du spectre, de l’ultraviolet au proche infrarouge, et montre la large gamme de longueurs d’onde couverte par Hubble. Les astronomes ont choisi d’étudier NGC 1512 dans ces couleurs pour mettre en évidence des détails importants dans l’anneau de jeunes amas d’étoiles entourant le noyau.

Banque de mots Spectre électromagnétique

Spectre électromagnétique. Crédit : ESA/Hubble

Les astronomes utilisent l’imagerie multi-longueurs d’onde pour étudier des détails qui pourraient ne pas être présents dans les images visibles. Par exemple, une nouvelle observation multi-longueurs d’onde de Jupiter publiée en 2020 par Hubble en lumière ultraviolette/visible/néo-infrarouge de Jupiter a donné aux chercheurs une vue entièrement nouvelle de la planète géante. Ces observationsa fourni des informations sur l’altitude et la distribution de la brume et des particules de la planète et a montré les modèles de nuages en constante évolution de Jupiter. Les aurores de la planète ne sont visibles que dans l’ultraviolet, mais la structure de la tache rouge est bien étudiée dans les longueurs d’onde visibles.

Pour célébrer le 25e anniversaire du télescope en 2015, Hubble a dévoilé deux nouveaux magnifiques portraits des populaires Piliers de la Création, révélant comment différents détails peuvent être étudiés dans les observations visibles et dans le proche infrarouge. Alors que la lumière visible capture la lueur multicolore des nuages de gaz, l’image infrarouge pénètre une grande partie de la poussière et du gaz obscurcissant pour découvrir d’innombrables étoiles naissantes.

Nous vous invitons à regarder ce Hubblecast qui explore la manière dont les observations de Hubble diffèrent selon les différentes longueurs d’onde du spectre électromagnétique, et comment ces observations seront complétées par celles de l’Observatoire de la Terre. Télescope spatial James Webb.

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