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La Bételgeuse de mon chat

 

A – EMISSION, ABSORPTION, DISPERSION.

  • 1 – Décomposer la lumière = « étaler » le spectre = dispersion
Pour analyser la lumière qui vient d’une étoile, on utilise un système dispersif appelé spectroscope, c’est-à-dire un dispositif, à prisme ou à réseau, qui « étale » la lumière en fonction de la longueur d’onde.
  • 2 – Emission – Absorption
Les étoiles émettent une lumière qui donne, si on la décompose avec un spectroscope, un spectre continu de lumière, à la manière d’un arc-en-ciel; la photosphère des étoiles contient des atomes qui absorbent certaines longueurs d’onde (raies sombres): à chaque atome, son spectre de raie = sa signature quantique.
Une cellule CCD n’enregistre pas les couleurs, mais les énergies, qui apparaissent sur l’écran en niveaux de gris. Spectre de l’étoile Bételgeuse - Observatoire de Haute-Provence :
Un logiciel de traitement d’images peut ensuite modifier les niveaux de gris ou donner de fausses couleurs, et tracer la courbe des énergies en fonction du numéro de pixel.
Définition du Pixel :
Picture Element, « godet » ; les pixels, disposés en damier, constituent la matrice qui cature la lumière dans la caméra, la cellule CCD (Coupled Charge Device).

 

 

B - TRAITEMENT D’IMAGES SALSA J

  • 1 - Dans le logiciel de traitement d’images, vous disposez de barres de taches ; vous allez d’abord ouvrir une image : le chat Lalinier et l'étoile Bételgeuse.

  • 2 – Les fichiers du débutant L’image ouverte avec le logiciel Salsa J peut apparaître renversée en noir et blanc. - Dans « Opérations », « Rotation », choisir « symétrie verticale »: votre chat a de nouveau la tête « haute » ! - Dans « Palette de couleurs », remplacer « Noir & Blanc » par « Feu », voici les chats en fausses couleurs; « montrer la palette » permet d’afficher la correspondance entre fausse couleur et intensité. - Si vous agrandissez suffisamment une zone de l’image, vous verrez apparaître des carrés, les pixels. Pour cela, prenez l’outil « loupe » et cliquez, au besoin plusieurs fois, sur la zone que vous voulez agrandir.

 

 

C - SPECTROSCOPIE

 1 - Outil « Coupe » 

Barre de taches, cliquez sur la case outil coupe

Tirez un trait à travers les oreilles du chat.                 

 

Dans «  Analyse », choisissez « Coupe » ;

Apparaît alors sur l'écran une coupe en intensité le long du trait que vous aviez tracé.

Sinon, modifier dans options les échelles d'ordonnées notamment.

La coupe à travers les oreilles du chat montre deux pics  de la lumière renvoyée par les oreilles du chat.

On peut dire que l'on a réalisé le spectre démission de la lumière par les oreilles du chat.

 

  
Dans ce « spectre », l’abscisse est un numéro de pixels, représentant la position du pixel ; l’ordonnée est une intensité (Cf palette de couleurs).

 

2 - Photométrie

Dans la barre des menus, cliquer sur « Photométrie » ; cliquer enfin sur un œil du chat. 

Et vous obtenez les informations suivantes : Intensité  (ici 1728, 72) sur le pixel d'abscisse numéro x (ici 350) et d'ordonnée numéro y (ici 792).

photcat

 

  • Spectre d'une étoile

Prenons de même une image de spectre d'étoile, le Spectre de Bételgeuse, montrant l'intensité en fonction de la longueur d'onde. Chaque pixel analyse une longueur d'onde différente. L'exemple ci-dessous étudie l'étoile Bételgeuse d'Orion.

 

 

Ici, les atomes de la photosphère absorbe certaines longueurs d’onde du spectre continu émis par l’étoile ; d’où pics d’absorption.

Nous allons agrandir la zone du double pic d’absorption pour en faire une coupe point par point; pour cela, utiliser la loupe de la barre de tâches, cliquer sur la zone du double pic, puis tracer la droite de coupe y=constante; relever les intensités I de chaque pixel le long de la ligne x=[xmin, xmax]. Tracer la courbe I (x).  

 

 

Pour en savoir plus sur l'exercice...

Vous pouvez télécharger le fichier Word de l'exercice. Bon courage !