ULTRAVIOLET
Rayonnement solaire-plasmas
Les radiations extraterrestres qui parviennent au niveau du sol sont limitées à 300 nm par l'absorption due à l'ozone atmosphérique (entre 30 et 50 km d'altitude) dont la formation et l'équilibre sont régis par des mécanismes physico-chimiques où intervient l'oxygène atomique produit par la dissociation de l'oxygène moléculaire de l'atmosphère sous l'action du rayonnement ultraviolet solaire lui-même. Cependant, l'emploi de spectrographes et de spectromètres embarqués dans des véhicules spatiaux (des fusées dès 1946 et par la suite des satellites) permit en franchissant les limites de l'atmosphère terrestre d'étendre à tout l'ultraviolet lointain le domaine d'observation des spectres, dont voici quelques exemples :
– observation d'un spectre de raies émis par des ions de degrés d'ionisation variés (dont on peut déduire la température des régions d'émission), jusqu'aux ions ne possédant plus que un ou deux électrons seulement, c'est-à-dire appartenant aux séquences isoélectroniques de l'hydrogène et de l'hélium neutres ;
– mise en évidence, en 1959, de la présence du néon dans le Soleil par l'observation du doublet de Ne VIII à 77-78 nm ;
– étude de la distribution de l'émission sur la surface du disque solaire, par l'obtention de spectrohéliogrammes dans l'ultraviolet lointain ;
– mesures énergétiques et mise en évidence de l'importance de l'énergie rayonnée dans les raies de résonance de l'hydrogène (Lyman α à 121,57 nm) et de l'hélium ionisé He II à 30,38 nm ;
– obtention du profil de Lyman α, dont on a pu déduire la température de la région d'émission dans la chromosphère, ainsi que des informations sur l'hydrogène géocoronal ;
– informations aussi sur la haute atmosphère terrestre à propos de laquelle le rôle joué par le rayonnement ultraviolet du Soleil avait été prévu, en particulier pour la formation des couches ionisées par des mécanismes de photo-ionisation moléculaire et atomique, mais n'avait pas encore été vérifié par des observations directes. Certains des exemples cités ci-dessus à propos du Soleil sont à rapprocher étroitement des applications de la spectroscopie de l'ultraviolet lointain au diagnostic des plasmas chauds, qui permet de déterminer les températures électronique et ionique à partir des intensités relatives des raies des ions de divers degrés d'ionisation ainsi que de leur élargissement. Le record actuel (1972) dans ce domaine semble atteint par un type particulier d'étincelle sous vide produisant un globule de plasma de quelques microns dont la température ionique serait de 200 millions de degrés. On a observé, dans la région 0,15-0,2 nm, des raies « optiques » émises par des ions Fe XXVI (25 fois ionisé), Fe XXV et Ni XXVII, dont la structure électronique est identique à celles de l'hydrogène et de l'hélium neutres : un ou deux électrons au total.
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Écrit par
- Jacques ROMAND : directeur adjoint du laboratoire des hautes pressions du C.N.R.S.
- Boris VODAR : directeur du laboratoire des hautes pressions du C.N.R.S., Bourg-la-Reine
Classification
Médias
Longueurs d'onde et énergies
Encyclopædia Universalis France
George Stokes
Hulton Archive/ Getty Images
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