L effet Doppler

                                         Physique-Chimie                                                   

                                             Synthèse de documents

        Nous allons étudier les documents suivants: le document 1 est un texte; le document 2 est une photo représentant l'évolution au cours du temps d'un spectre d'absorption de la lumière de l'étoile «Jupiter chaud»; le document 3 est un graphique représentant l'évolution de la vitesse radiale de l'étoile et le document 4 est une animation nous expliquant la vitesse de révolution d’une étoile et l'évolution de son spectre.

        Nous devons donc étudier ses documents pour expliquer l'effet doppler sur ses exoplanètes.

        -Comment l'effet doppler permet-il de mettre en évidence la présence d'une exoplanète autour de l'étoile étudiée.

        Une exoplanète est une planète en orbite autour d'une étoile en dehors du système solaire. La première fut découverte en 1990. Suite à cette découverte, plus de 200 autres exoplanètes ont ete trouvées. La découverte d'exoplanète est délicate car elles sont difficiles à détecter du fait de leur petite taille et leur faible luminosité comparée à celle de l'étoile autour de laquelle elles gravitent. Nous observons cette technique grâce à la conséquence de son existence sur le mouvement de l’étoile autour de laquelle elle gravite. Pour que la perturbation soit détectable, l’exoplanète doit être massive et proche de son étoile pour pouvoir en modifier le mouvement.

Cette détection a été possible grâce à l'effet doppler.

        L'effet doppler est l'effet par lequel une onde émise à une fréquence X est recu par un récepteur avec une fréquence différente lorsque l'émetteur et le récepteur sont en mouvement l'un par rapport à l'autre.

En effet, à partir d'un spectre d'absorption, il est possible de déterminer la vitesse radiale: les raies d'absorption n'ont pas les mêmes longueurs d'onde au cours du temps lorsque l'étoile ses deplace par rapport à l'observateur. Il y a donc un déplacement des raies vers les plus petites longueurs d'onde (l'étoile se rapproche de l'observateur) et des raies vers les plus grandes longueurs d'onde (l'étoile s'éloigne de l'observateur). Il suffit ensuite de mesurer ces décalages pour obtenir la vitesse radiale de l'étoile. Sur le document 2, nous pouvons observer un décalage de 1 jour.

        S'il existe une exoplanète, nous devrons remarquer une variation de cette vitesse radiale allant du positif au négatif au cours du temps. Cette variation signifie que l'étoile s'approche et s'éloigne de l'observateur. Nous remarquons avec l'aide du document 3 que l'étoile est animée d'un mouvement périodique sinusoïdale. En effet, l'évolution de la vitesse radiale de l'étoile passe de 27 m s-1 au bout de 2 jours a -15 m s-1 au bout de 6 jours pour revenir à environ 20 m s-1 au bout de 10 jours. Ainsi l'étoile est animée d'un mouvement qu'elle n'aurait pas en l'absence d'exoplanète.

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