Sortez par une nuit sombre, sans lune. Regardez en l’air. Sommes-nous en décembre ou en janvier ? Regardez Bételgeuse, qui brille d’un rouge terne à l’épaule d’Orion, et Rigel, d’un bleu laser à son genou. Un mois plus tard, Capella jaune est haut perché dans Auriga.

C’est en juillet ? Trouvez Véga, un saphir dans la Lyre, ou Antarès, le cœur rouge orangé du Scorpion.

Il n’y a pas d’étoiles vertes !

En fait, à tout moment de l’année, vous pouvez trouver des couleurs dans le ciel. La plupart des étoiles semblent blanches, mais les plus brillantes montrent des couleurs. Rouge, orange, jaune, bleu… presque toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Mais hé, attends une seconde. Où sont les étoiles vertes ? Ne devrions-nous pas les voir ?

Nope. C’est une question très courante, mais en fait, nous ne voyons pas du tout d’étoiles vertes. Voici pourquoi.

Prenez un chalumeau (au sens figuré !) et chauffez une barre de fer. Après un moment, elle deviendra rouge, puis orange, puis blanc bleuté. Puis elle fondra. Mieux vaut utiliser une manique.

Pourquoi ça brille ? Toute matière au-dessus de la température du zéro absolu (environ -273 Celsius) émet de la lumière. La quantité de lumière qu’elle émet, et surtout la longueur d’onde de cette lumière, dépend de la température. Plus l’objet est chaud, plus la longueur d’onde est courte.

Les objets froids émettent des ondes radio. Les objets extrêmement chauds émettent de la lumière ultraviolette, ou des rayons X. À une très étroite des températures, les objets chauds émettront de la lumière visible (longueurs d’onde d’environ 300 nanomètres à environ 700 nm).

Pensez-y — et ceci est critique dans une minute — les objets n’émettent pas une seule longueur d’onde de lumière. Au lieu de cela, ils émettent des photons dans une gamme de longueurs d’onde. Si vous deviez utiliser une sorte de détecteur sensible aux longueurs d’onde de la lumière émise par un objet, puis tracer le nombre d’entre eux en fonction de la longueur d’onde, vous obtiendriez un tracé asymétrique appelé courbe de corps noir (la raison derrière ce nom n’est pas importante ici, mais vous pouvez le rechercher si cela vous intéresse – il suffit de régler votre filtrage SafeSearch sur "on&quot ;. Faites-moi confiance). C’est un peu comme une courbe en cloche, mais il se coupe brusquement à des longueurs d’onde plus courtes, et se termine à des longueurs plus grandes.

Voici un exemple de plusieurs courbes, correspondant à diverses températures d’objets (tirées de notes de cours en ligne à l’UW:

Courbes de corps noir

L’axe des abscisses est la longueur d’onde (la couleur, si vous voulez) couleur, et le spectre des couleurs visibles est superposé pour référence. Vous pouvez voir la forme caractéristique de la courbe du corps noir. À mesure que l’objet se réchauffe, le pic se déplace vers la gauche, vers des longueurs d’onde plus courtes.

Un objet qui est à 4500 Kelvins (environ 4200 Celsius ou 7600 F) présente un pic dans la partie orange du spectre. Réchauffez-le à 6000 Kelvins (environ la température du Soleil, 5700 C ou 10 000 F) et il culmine dans le bleu-vert. Si vous la chauffez davantage, les pics se déplacent vers le bleu, voire vers des longueurs d’onde plus courtes. En fait, les étoiles les plus chaudes émettent la plupart de leur lumière dans l’ultraviolet, à des longueurs d’onde plus courtes que celles que nous pouvons voir avec nos yeux.

Maintenant, attendez une seconde (encore)… si le Soleil plafonne dans le bleu-vert, pourquoi n’a-t-il pas l’air bleu-vert ?

Ah, c’est la question clé ! C’est parce qu’il pourrait plafonner dans le bleu-vert, mais il émet toujours de la lumière à d’autres couleurs.

Regardez le graphique pour un objet aussi chaud que le Soleil. Cette courbe culmine dans le bleu-vert, donc il émet la plupart de ses photons à cet endroit. Mais il en émet encore quelques-uns qui sont plus bleus et d’autres plus rouges. Lorsque nous regardons le Soleil, nous voyons toutes ces couleurs mélangées ensemble. Nos yeux les mélangent pour produire une seule couleur : le blanc. Oui, le blanc. Certaines personnes disent que le Soleil est jaune, mais s’il était vraiment jaune à nos yeux, alors les nuages auraient l’air jaune, et la neige aussi (toute la neige, pas seulement une partie dans votre cour arrière où votre chien traîne).

OK, donc le Soleil n’a pas l’air vert. Mais peut-on jouer avec la température pour obtenir une étoile verte ? Peut-être une qui est légèrement plus chaude ou plus froide que le Soleil ?

Il s’avère que non, vous ne pouvez pas. Une étoile plus chaude émettra plus de bleu, et une plus froide plus de rouge, mais quoi qu’il en soit, nos yeux ne verront tout simplement pas cela comme du vert.

La faute ne vient pas des étoiles (enfin, pas entièrement), mais de nous-mêmes.

Nos yeux contiennent des cellules sensibles à la lumière appelées bâtonnets et cônes. Les bâtonnets sont essentiellement les détecteurs de luminosité, et sont aveugles à la couleur. Les cônes voient la couleur, et il en existe trois sortes : les uns sensibles au rouge, les autres au bleu, et le troisième au vert. Lorsque la lumière les frappe, chacun est déclenché par une quantité différente ; la lumière rouge (par exemple, celle d’une fraise) excite vraiment les cônes rouges, mais les cônes bleus et verts sont plutôt blas&eacute ; à ce sujet.

La plupart des objets n’émettent (ou ne reflètent) pas une seule couleur, de sorte que les cônes sont déclenchés par des quantités variables. Une orange, par exemple, déclenche les cônes rouges environ deux fois plus que les verts, mais laisse les bleus tranquilles. Lorsque le cerveau reçoit le signal des trois cônes, il dit "Ce doit être un objet qui est orange.&quot ; Si les cônes verts voient juste autant de lumière que les rouges, les bleus ne voyant rien, on interprète cela comme du jaune. Et ainsi de suite.

Donc, la seule façon de voir une étoile comme étant verte est qu’elle n’émette que de la lumière verte. Mais comme vous pouvez le voir sur le graphique ci-dessus, c’est à peu près impossible. Toute étoile émettant principalement du vert émettra également beaucoup de rouge et de bleu, ce qui la fera paraître blanche. Si l’on modifie la température de l’étoile, elle deviendra orange, jaune, rouge ou bleue, mais il est impossible d’obtenir du vert. Nos yeux ne le verront tout simplement pas de cette façon.

C’est pourquoi il n’y a pas d’étoiles vertes. Les couleurs émises par les étoiles ainsi que la façon dont nos yeux voient ces couleurs le garantissent à peu près.

Mais cela ne me dérange pas. Si vous avez déjà approché votre œil d’un télescope et vu la rutilante Véga ou la rousse Antarès ou la profondément orange Arcturus, cela ne vous dérange pas beaucoup non plus. Les étoiles n’ont pas toutes les couleurs, mais elles en ont suffisamment, et elles sont fantastiquement belles grâce à cela.

Note : ce n’est pas la fin de l’histoire. Il y a des objets verts dans l’espace, et certaines étoiles apparaissent effectivement vertes… mais c’est pour un autre billet, à venir. Promesse.