Indice de couleur

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L'indice de couleur d'une étoile désigne la différence entre les magnitudes apparentes obtenue dans deux bandes spectrales différentes en astronomie. Par exemple, l'indice de couleur B-V, indique la différence entre la magnitude apparente dans la bande spectrale «B» (c'est-à-dire bleue, autour de 436 nm) et la bande spectrale «V» (c'est-à-dire visible, autour de 545 nm).

[modifier] Définition

Puisque la magnitude apparente est directement liée à la luminosité de l'étoile dans la bande donnée, et la distance, la différence entre les deux magnitudes apparentes fait que le terme de distance disparaît, et ne reste que le rapport effectif des luminosités dans les deux bandes. Ce rapport indique donc la quantité de flux qui est émis dans chaque bande, et donc la couleur.

C'est bien un rapport des luminosités, puisque la magnitude est une échelle logarithmique, et donc la différence des logarithmes est égale au logarithme du ratio :

$B-V \equiv m_B - m_V = -2.5 \log( L_B/(4 \pi D^2.F^0_B )) + 2.5 \log( L_V/(4 \pi D^2.F^0_V) ) = 2.5 \log \left( \frac{L_V.F^0_B}{L_B.F^0_V} \right)$

où $L$ désigne la luminosité intrinsèque, dans la bande indiquée, et $D$ la distance de l'objet. $F^0_V$ et $F^0_B$ sont des valeurs de normalisation des flux servant à fixer l'origine zéro des magnitudes dans chaque bande : conventionnellement, elles sont choisies de façon à annuler la magnitude de l'étoile Alpha Lyrae (Vega) dans toutes les bandes optiques. L'indice $B - V$ de Vega est donc également zéro par définition.

Les indices de couleur sont des très précieuses informations, et sont utilisés dans la méthode photométrique des boîtes.

Le concept d'indice de couleur peut être étendu à tout domaine de longueur d'onde. Dans le domaine des rayons X, on parle de couleur molle et de couleur dure pour les indices de couleurs correspondants à la partie peu énergétique et à la partie plus énergétique du spectre X. Dans ce cas, on ne considère pas la magnitude, grandeur logarithmique, mais le simple rapport du flux de photons reçus dans différentes bandes d'énergie conventionnellement choisies.