À quelques 150 000 000 km de nous, le Soleil nous paraît inaccessible. Pourtant, il nous envoie des informations sur sa composition à chaque seconde.

L'atmosphère d'une étoile est-elle composée des mêmes gaz présents dans l'atmosphère de la Terre ?

Le spectre du Soleil est appelé spectre de Fraunhofer en hommage à Joseph von Fraunhofer (1787-1826) qui en a étudié les caractéristiques. Celui-ci présente un fond coloré correspondant à l'émission de lumière par un corps chaud, ponctué des raies noires dues à l'absorption de certaines radiations lumineuses par des entités chimiques présentes dans l'atmosphère du Soleil.

Certaines raies d'absorption du Soleil sont dues à la présence d'atomes d'hydrogène dans l'atmosphère du Soleil. Ces raies caractéristiques ont pour longueur d'onde :

\lambda_{1}= 410,2 nm ; \lambda_{2}= 434,0 nm ; \lambda_{3}= 486,1 nm et \lambda_{4}= 656,3 nm.

1. Doc. 1 et 2 Mesurer pour chaque longueur d'onde \lambda_{\mathrm{n}} la distance, notée x_{\text{n}}, entre le bord gauche du spectre de Fraunhofer et les raies d'absorption de l'atome d'hydrogène et représenter graphiquement l'évolution de \lambda en fonction de x.

2. Modéliser la courbe par un modèle affine \lambda(x)=\text{a} \cdot x+\text{b} avec \text{a} et \text{b} à déterminer.

3. Doc. 1 À l'aide de la relation obtenue, déterminer les longueurs d'onde des raies caractéristiques K, H, G, E et les deux D.

4. En déduire la composition de l'atmosphère du Soleil à partir des raies caractéristiques d'entités chimiques fournies.

Expliquer en quelques lignes de quelle manière les astrophysiciens déterminent la composition atmosphérique des étoiles.