On appelle spectre solaire la répartition en longueurs d'ondes du rayonnement électromagnétique du Soleil, depuis les rayonnements radio jusqu'aux rayons X. On distingue en général le spectre continu , qui est sensiblement celui d'un corps noir à environ 6000°K, et le spectre de raies (en émission ou en absorption ), qui contient la "signature" de tous les éléments chimiques présents dans l'atmosphère du Soleil. L'étude du spectre solaire est fondamentale pour la connaissance de la physique de notre étoile: température, mouvement, champ magnétique, composition ...
Corps noir :
Notion théorique dont la compréhension complète exige quelques notions un peu pointues de thermodynamique, elle est notamment à l'origine de la mécanique quantique (Max Planck, 1900). A l'intérieur d'un corps noir, il y a équilibre thermodynamique parfait entre la matière et le rayonnement, par d'innombrables émissions et réceptions de photons. En surface, le corps noir émet un spectre de rayonnement électromagnétique qui ne dépend que de sa température absolue T (mesurée en degrés Kelvin), et qui se calcule théoriquement. La longueur d'onde (en micromètres) du maximum de rayonnement est donnée par la loi de Wien :
l = 2898 / T
On voit que cette longueur d'onde diminue quand la température augmente. A quelques centaines de °K, le maximum d'émission se situe dans l'infrarouge (quelques micromètres), il est dans le visible quand la température est de quelques milliers de °K, températures typiques des surfaces stellaires. A 3000000°K, le maximum est dans la bande des rayons X.
On constate par observation que le spectre du rayonnement solaire est très proche de celui d'un corps noir à environ 6000°K. En fait, on obtient des températures différentes suivant qu'on considère la puissance totale rayonnée ou la longueur d'onde de rayonnement maximal. Pour cette dernière, la température en général donnée est 6300°K, ce qui correspond à une longueur d'onde de 0,46 mm. Cette longueur d'onde se situe dans la partie bleu-vert du spectre visible.
Mais en général, on préfère considérer le rayonnement global , qui se rapproche plus d'un corps noir à 5800°K. Cette température est appelée "température effective" du Soleil, mais elle recouvre en fait de larges fluctuations locales ... La loi de Wien donne pour T = 5800, l = 0,50 mm, dans le vert ... ce qui n'empêche pas de considérer souvent le Soleil comme une étoile ... jaune!
Raies observées dans le spectre solaire: quelques longueurs d'onde utiles ...
Les chiffres romains indiquent le degré d'ionisation, avec les conventions particulières aux astronomes, le degré I correspondant à l'atome neutre.
Exemple : Fe X pour les astronomes correspond à Fe 9+ pour les chimistes
