15 - L'ETALONNAGE SPECTRAL

Le profil spectral de la figure suivante (région rouge de l'étoile Véga) est typique de ce que l'on obtient juste après son extraction. Ce spectre a été obtenu avec un réseau de 600 traits/mm pour atteindre R=1500 environ.

Une étape importante consiste alors à remplacer les numéros de pixel suivant l'axe X par des longueur d'onde. C'est l'opération d'étalonnage spectral. La raie au centre (vers le pixel numéro 360) est la raie Ha. La raie vers le pixel numéro 550 provient de l'atmosphère terrestre (O2). Il s'agit en fait d'une bande moléculaire. Notez que l'on commence à y distinguer des structures fines (voir plus loin) avec notre spectrographe, qui à une pouvoir de résolution de l'ordre de 5A.

Avec un spectrographe à fente classique, la technique pour étalonner consiste à injecter au travers de cette fente la lumière d'une lampe contenant un gaz avec des raies en émission. La position de ces raies étant bien connues, il est dès lors possible de relier les numéros de pixel à des longueurs d'onde (en première approximation il s'agit d'une relation linéaire). Dans la figure suivante, on voit l'exemple du spectre d'une lampe contenant du néon. Ce type de lampe est très intéressent pour notre propos car on la trouve aisément chez les électriciens pour quelques francs (elle sert de veilleuse dans les équipements électriques et est très caractéristique avec sa couleur rougeâtre).
Il est bien sur aussi possible de se servir des propres raies de l'étoile comme étalon spectral à partir du moment où il n'y a pas d'ambiguïté sur l'identification. L'image suivante montre la signature spectrale caractérise de l'étoile Arcturus (type K2III) dans le partie bleu. Les raies H et K du calcium ionisé sont ici facile à repérer car très intenses.
Lorsqu'on ne dispose pas de fente d'entrée et que les raies stellaires sont peu nombreuses il faut s'arranger pour étalonner spectralement avec les raies telluriques de l'atmosphère terrestre. Dans le spectre suivant on voit la portion rouge du spectre de l'étoile Véga sur lequel on a repéré les principales bandes atmosphériques dans le proche infrarouge.
Notez que ces bandes atmosphériques ont une structure fine assez complexe et qu'il faut être prudent quant à leur usage en raison de cela. La figure ci-après montre le spectre de résonance de O2 et H2O, extrait d'une banque de donnée spectrale de l'atmosphère terrestre.