extinction - astronomie.

extinction - astronomie. 1 PRÉSENTATION extinction (astronomie), rougissement et atténuation de la lumière lorsqu'elle se propage dans notre Galaxie, la Voie lactée, et dans l'atmosphère terrestre. L'extinction interstellaire est due à la présence, dans le milieu interstellaire, de grains de poussière qui absorbent et diffusent le rayonnement émis par les étoiles. De la même façon, les composants de l'atmosphère terrestre absorbent et diffusent la lumière incidente, provoquant une extinction de la lumière, dite extinction atmosphérique. 2 EXTINCTION INTERSTELLAIRE L'extinction interstellaire résulte de l'absorption et de la diffusion de la lumière par des grains de poussière situés dans l'espace interstellaire. L'existence de telles particules dans notre Galaxie a été suggérée en 1847 par l'astronome russe Wilhelm Struve, lors du comptage d'étoiles qu'il a effectué au cours des années précédentes. Il est clair maintenant que le disque de notre Galaxie, relativement aux régions avoisinantes, contient une forte concentration de gaz et de poussières (voir Halo galactique). Ce milieu interstellaire est très hétérogène : il se structure en concentrations locales plus ou moins massives et étendues (coeurs et nuages moléculaires). On peut noter que le milieu interstellaire est tout de même très proche du vide. Sa densité moyenne est de 10-24 g/cm3, bien plus faible que la densité du vide le plus poussé réalisé en laboratoire sur Terre. La matière interstellaire est principalement constituée d'atomes et de molécules ; les grains de poussière ne représentent que 1 p. 100 de la masse totale de la matière interstellaire. Un grain de poussière est composé d'un coeur de silicates amorphes ou de graphite, recouvert d'un manteau d'éléments volatils, tels que des glaces d'ammoniac, d'eau et probablement de méthane. La dimension caractéristique d'un grain de poussière est de 0,1 µm (micromètre, un dixième de millième de millimètre) et n'excède pas 10 µm. La fraction de lumière diffusée dans toutes les directions en fonction de la lumière incidente dépend de la longueur d'onde considérée et de la taille des grains de poussière : plus la longueur d'onde est courte (lumière bleue : 0,2 à 0,45 µm) devant la taille des grains, et plus la diffusion est efficace. Ainsi, à l'issue de la traversée du milieu interstellaire, la lumière des étoiles apparaît rougie. Ce rougissement de la lumière n'a aucun rapport avec le décalage vers le rouge dû aux mouvements propres des étoiles (voir Doppler, effet), ni avec l'expansion de l'Univers (voir Rouge, décalage vers le). La poussière interstellaire absorbe également la lumière, et ceci indépendamment de la longueur d'onde, pourvu que la taille des grains soit supérieure à la longueur d'onde considérée. La fraction de la lumière absorbée dépend du nombre de particules rencontrées et de l'albédo des grains de poussières. L'absorption du rayonnement stellaire contribue au chauffage des grains : ils émettent intrinsèquement un rayonnement dans l'infrarouge qui contribue au rayonnement de fond du ciel. Dans certaines régions de notre Galaxie, la quantité de poussières est telle que seul le rayonnement infrarouge des étoiles en arrière-plan parvient à l'observateur terrestre. C'est le cas des régions où se forment des étoiles (nuages moléculaires), régions dans lesquelles les étoiles profondément enfouies dans un cocon de gaz et de poussières ne sont détectées qu'à l'aide des satellites dédiés à l'étude du rayonnement infrarouge (IRAS InfraRed Astronomical Satellite, et ISO, opérationnels respectivement depuis 1983 et 1995). 3 EXTINCTION ATMOSPHÉRIQUE La présence dans l'atmosphère terrestre de petites particules, les aérosols, d'origine naturelle (rejets volcaniques) ou humaine (rejets industriels), contribue à diffuser et à absorber le rayonnement et nuit donc à l'observation astronomique. C'est pourquoi les sites astronomiques doivent se situer le plus loin possible des sites industriels pour minimiser les risques de pollution lumineuse. L'atmosphère terrestre ne constitue une gêne véritable pour l'observation astronomique que lorsque les sources atteignent l'horizon du lieu d'observation. L'épaisseur de l'atmosphère (masse d'air traversée) et l'absorption du rayonnement associé deviennent alors trop importantes. Pendant le jour, la diffusion de la lumière solaire par les molécules présentes dans l'atmosphère terrestre est considérable. Ce phénomène, appelé diffusion Rayleigh, est à l'origine de la couleur bleue du ciel : le rayonnement émis aux plus grandes longueurs d'onde (lumière rouge : de 0,6 à 0,8 µm) est moins diffusé que celui émis aux longueurs d'onde plus courte (lumière bleue). Par ailleurs, la couleur rouge du Soleil couchant trouve aussi son explication dans la diffusion de la lumière lors de la traversée de l'atmosphère : l'épaisseur de la couche atmosphérique étant maximale, seule la lumière rouge atteint directement le sol sans avoir été trop perturbée. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.