-Les gaz entourant une étoile sont responsables des raies d'absorptions dans le spectre discret de l'étoile. Comment se fait-il que les atomes du gaz ne réémettent pas dans les mêmes longueurs d'ondes lorsqu'ils se désexcitent ? Le font-il par paliers en émettant donc dans des longueurs d'onde plus petites ?
- Les spectres discrets des atomes peuvent s'expliquer par les transitions d'électrons d'une couche à une autre. Mais comment se fait donc la production des spectres continus. Existe-t-il une explication simple autre que purement mathématique ?
- En réalite, les gaz de l'atmosphère stellaire qui absorbent le rayonnement venant des couches profondes réémettent bien cette lumière, et dans les mêmes longueurs d'onde. Mais rien ne les oblige a réémettre toujours dans la direction de l'observateur : la réémission est isotrope, si bien que le résultat sera toujours une raie en absorption, dans la mesure où température et densité décroissent avec la hauteur dans l'atmosphère stellaire.
- Le spectre continu résulte, macroscopiquement parlant, d'un
«corps noir», objet parfaitement absorbant où matière et
rayonnement sont en équilibre. Les couches profondes d'une étoile
peuvent être assimilées à un corps noir, mais le rayonnement qui en
émerge (au niveau de la photosphère) ne s'approche que grossièrement
de celui d'un corps noir, à cause des gaz plus froids et moins denses
de l'atmosphère stellaire. Microscopiquement, le rayonnement continu
s'explique par les transitions électroniques dites "lié-libre" et
"libre-libre", c'est-à-dire par la ionisation ou la recombinaison des
atomes et, respectivement, l'émission ou l'absorption d'un photon par
un électron soumis à un champ électrique variable (passant par exemple
au voisinage d'un ion). Dans ces deux cas, la différence d'énergie
entre les états final et initial de l'électron peut être arbitraire
car elle n'est pas imposée par des niveaux discrets, d'où le caractère
continu du rayonnement.
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Cette réponse a été préparée par Pierre.North@obs.unige.ch