Magnitude absolue : Page pour l'impression

De l'intérêt d'un paramètre absolu

La magnitude apparente, comme son nom l'indique, n'est qu'apparente pour un observateur donnée. Elle dépend de la source et de son identité, mais aussi de l'observateur : ce point est gênant si l'on s'intéresse à l'objet pour ses seules propriétés. Pour faire de la physique et ainsi s'affranchir de l'effet de distance, on utilise la notion de magnitude absolue.

Ce diagramme HR mesure, sur l'axe des ordonnées, la luminosité stellaire en magnitude absolue.

Crédit : ASM

Magnitude absolue

La magnitude absolue est la magnitude conventionnelle qu'aurait l'étoile si sa distance était ramenée, par définition à 10 pc.

Il faut lier l'éclairement apparent de l'étoile à sa distance à la Terre, ce que l'on fait avec la luminosité de l'étoile, mesurant la puissance totale rayonnée par l'étoile :

$E\ =\ {L\over 4\pi d^{2}}$

Le flux d'une étoile varie comme l'inverse du carré de la distance, donc dans un système de magnitude donné, la relation entre magnitudes absolue et apparente s'écrit :

$m-M = 5\log d-5$

Magnitudes apparente et absolue
Objet			(pc)
soleil	-26.7	4.9
Sirius	-1.45	1.4	2.7
Véga	0.00	0.5	8.1
Antarès	1.00	-4.8	130
Mimosa	1.26	-4.7	150
Adhara	1.50	-5.0	200

Module de distance

La quantité m-M porte le nom de module de distance. En reliant la distance à une différence de magnitude, ce module indique la distance en échelle logarithmique.

Module de distance
Objet	module de distance	distance au Soleil (pc)
référence	0	10
L'amas des Hyades	3.3	48
Les Nuages de Magellan	18.5	50 000
La galaxie d'Andromède	24.1	890 000

Le module de distance est nul, par définition, pour une distance de 10 pc ; il vaut 5 pour une distance de 100 pc, 10 pour une distance de 1000 pc.

Correction de l'absorption

Pour passer de la magnitude apparente à la magnitude absolue, on est amené à corriger, en plus de la distance, les effets dus à une éventuelle absorption interstellaire. Cette absorption est provoquée par divers éléments (poussières, gaz) présent sur la ligne de visée. Alors, la magnitude absolue s'exprime en fonction de la magnitude apparente par :

$M = m - 5\log d + 5 - A$

Le terme d'absorption ne peut être que positif ; ne pas en tenir compte conduit à surestimer la magnitude absolue, càd à sous-estimer la luminosité de l'objet.

Magnitude bolométrique

A l'opposé de la magnitude monochromatique, la magnitude bolométrique mesure l'énergie rayonnée sur l'ensemble du spectre électromagnétique. Mesurer une telle magnitude n'est pas chose aisée, et s'obtient le plus souvent par extrapolation à partir de la magnitude absolue mesurée dans quelques bandes spectrales.

Détermination de la magnitude absolue

Etoiles proches et brillantes

On cherche à estimer les magnitudes absolues des étoiles les plus brillantes du ciel, leur distance étant mesurée par ailleurs.

Rappeler le lien entre les magnitudes apparente, absolue et la distance
Calculer à l'aide du TabloGraphe (mode d'emploi si nécessaire) la magnitude absolue .
Tracer le diagramme HR de ce lot d'étoiles : appartiennent-elles majoritairement à la séquence principale ?

Magnitude absolue ; magnitude/distance

Difficulté : ☆ Temps : 20 min

Question 1)

Rappeler la définition de la magnitude absolue d'un objet. Quelle relation lie la magnitude relative à la magnitude absolue et à la distance de l'étoile, exprimée en parsec?

Question 2)

La magnitude apparente visible du soleil est de -26.7. Que vaut sa magnitude absolue?

Question 3)

Que vaudrait la magnitude apparente du Soleil à la distance de Proxima du Centaure (1.33 pc)? A la distance du centre galactique (8 kpc)?

Question 4)

L'oeil humain peut distinguer les magnitudes inférieures à 6. Jusqu'à quelle distance une étoile de type solaire reste-t-elle visible à l'oeil nu?

Magnitude absolue et absorption

Difficulté : ☆☆ Temps : 15 min

Question 1)

Rappeler la relation définissant la magnitude absolue, tenant compte de l'absorption .

[1 points]

Question 2)

Ne pas tenir compte de l'absorption revient-il à surestimer ou sous-estimer la magnitude absolue d'un objet?

[1 points]

Question 3)

Ne pas tenir compte de l'absorption revient-il à surestimer ou sous-estimer la distance d'un objet?

[1 points]

Question 4)

Sans tenir compte de l'absorption, on déduit pour une Céphéïde, d'après la relation magnitude absolue-période, une distance au soleil = 20 kpc. Comment est corrigée cette distance si l'on tient compte d'un coefficient d'absorption de 0.2 magnitude ? Conclure.