La température de surface d'une étoile peut être déterminée en analysant ses émissions de longueur d'onde grâce à une méthode connue sous le nom d'analyse spectrale. Cette technique consiste à étudier l’intensité de la lumière émise par l’étoile à différentes longueurs d’onde, ce qui donne un aperçu de sa température et d’autres propriétés physiques. Voici comment fonctionne ce processus :

1. Spectre d'émission : Chaque étoile émet de la lumière sur une gamme de longueurs d’onde qui, une fois combinées, forment son spectre d’émission. Le spectre d'émission d'une étoile est unique et contient des informations sur sa température et sa composition.

2. Loi de déplacement de Vienne : Selon la loi de déplacement de Wien, la longueur d'onde d'émission maximale (λmax) d'un objet est inversement proportionnelle à sa température. Cela signifie que les objets plus chauds émettent de la lumière à des longueurs d’onde plus courtes, tandis que les objets plus froids émettent de la lumière à des longueurs d’onde plus longues.

3. Radiation du corps noir : Les étoiles peuvent être considérées comme des radiateurs à corps noir, ce qui signifie qu’elles émettent un rayonnement selon les lois du rayonnement du corps noir. Un corps noir est un émetteur et un absorbeur idéal de rayonnement électromagnétique.

4. Loi de Planck : La loi de Planck décrit l'intensité du rayonnement émis par un corps noir à différentes longueurs d'onde et températures. Il établit une relation entre la longueur d'onde et l'intensité du rayonnement.

5. Ajustement de courbe : Le spectre d'émission d'une étoile est comparé au spectre d'émission théorique prédit par la loi de Planck. En ajustant une courbe du corps noir au spectre d’émission observé, les astronomes peuvent déterminer la température à laquelle l’étoile rayonne la majeure partie de son énergie.

6. Température effective : La température dérivée de cette analyse est appelée température effective. Elle représente la température d’un corps noir qui émettrait la même quantité totale de rayonnement que l’étoile sur toutes les longueurs d’onde.

7. Couleur et température : Différentes températures de surface des étoiles correspondent à différentes couleurs. Par exemple, les étoiles les plus chaudes apparaissent en bleu ou en blanc, tandis que les étoiles les plus froides apparaissent en orange ou en rouge.

En analysant les émissions de longueur d'onde d'une étoile et en les comparant avec des modèles théoriques, les astronomes peuvent déterminer sa température de surface. Cette technique fournit des informations précieuses sur les propriétés physiques et les caractéristiques des étoiles et permet aux scientifiques d’étudier et de classer différents types d’étoiles en fonction de leurs températures de surface et d’autres caractéristiques spectrales.