La SPECTROSCOPIE est une technique d’analyse des corps à partir de la LUMIERE qu’ils émettent ou qu’ils absorbent dans certaines conditions.
Les SPECTROSCOPES peuvent analyser la LUMIERE VISIBLE, l’INFRAROUGE ou l’ULTRAVIOLET. Ils décomposent les ondes électromagnétiques qui les traversent en leur différentes FREQUENCES, étalant ainsi le SPECTRE ELECTROMAGNETIQUE de l’onde analysée.
Par mesure des FREQUENCES émises ou absorbées dans le SPECTRE et en comparant celles-ci avec des étalons terrestres, il est possible de deviner les ELEMENTS et MOLECULES qui composent le corps à l’origine de l’ONDE ELECTROMAGNETIQUE analysée.
En astronomie, on cherche à enregistrer le SPECTRE des objets célestes (Planètes, étoiles, nébuleuses et galaxies) pour y étudier les RAIES D’EMISSION et les RAIES D’ABSORPTION. Chaque ELEMENT a son propre spectre de RAIES permettant ainsi de le caractériser “facilement”.
Les RAIES D’EMISSION sont dues à des gaz peu denses et chauds. Les RAIES D’ABSORPTION trouvent leur origine dans des gaz plus froids que la source lumineuse et situées devant celle-ci.
C’est ainsi que le SPECTRE du SOLEIL (cf image ci-dessus) présente un fond continu d’ “arc en ciel” provenant de la LUMIERE émise par la PHOTOSPHERE et des RAIES D’ABSORPTION provoquées par les couches supérieures gazeuses du SOLEIL encore appelées RAIES de Fraunhofer, du nom de leur découvreur. On y voit la série des RAIES DE BALMER qui sont caractéristiques de l’hydrogène et aussi les RAIES de l’hélium, du carbone, du fer…
Lorsque les RAIES du spectre d’un objet astronomique sont décalées vers le rouge par rapport aux RAIES des étalons terrestres, c’est que l’objet s’éloigne de la Terre. Lorsqu’elles sont décalées vers le bleu, c’est bien sûr que l’objet se rapproche ! Ces décalages sont dues à l’EFFET DOPPLER – FIZEAU identique à la variation du son grave puis aigüe ressentie lorsqu’un véhicule passe devant nous .
Lorsque des RAIES sont dédoublées, c’est l’indice de la présence d’un fort CHAMP MAGNETIQUE qui se manifeste par le biais de l’EFFET ZEEMAN.
La forme des RAIES, selon qu’elles sont plus ou moins étalées, donne aussi des renseignements sur la vitesse de rotation sur lui même du corps visé.
Dans l’étude des SPECTRES astronomiques, il faut tenir compte de l’absorption variable de certaines longueurs d’onde par l’atmosphère terrestre qui ne laisse passer que la LUMIERE VISIBLE et les proches INFRAROUGE et ULTRAVIOLET.
Initialement basé sur l’utilisation d’un prisme en verre pour l’analyse de la LUMIERE VISIBLE, les SPECTROSCOPES emploient désormais des RESEAUX constitués d’une grille constituée de fentes ou de rayures réfléchissantes verticales et parallèles qui “étalent” le SPECTRE par le biais du phénomène optique de DIFFRACTION.
Sur de nombreux télescopes professionnels, sont désormais installés des SPECTROSCOPES MULTI-OBJETS faisant également appel aux fibres optiques et qui permettent d’enregistrer en même temps le spectre de tous les objets présents dans le champ céleste visé par le télescope, réduisant ainsi énormément le temps d’utilisation de cet instrument.