ÉCLAT APPARENT, FLUX LUMINEUX

Il est possible de mesurer les flux lumineux des étoiles dans des unités physiques bien définies. Arrêtons-nous un instant sur ces unités, car le problème n'est pas simple.
Une étoile émet des photons en permanence. A chaque seconde, des milliards de ces petits grains de lumière partent dans l'espace dans toutes les directions. Chaque photon représente une certaine quantité d'énergie (des joules). Donc, on mesure le flux énergétique d'une étoile comme une énergie par unité de temps, c'est-à-dire, des joules par seconde, ce qu'on appelle des watts. Mais nous ne recevons pas toute cette énergie.

Si l'étoile est à la distance D de notre il, l'énergie rayonnée en une seconde traversera la surface d'une sphère immense de rayon D, et notre il ne recevra que la petite fraction donnée par le rapport entre la surface de notre pupille (ou de la surface du miroir de notre télescope) et celle de cette grande sphère ; autant dire pas grand chose. Pour que la mesure ne dépende pas de la surface collectrice (pupille ou miroir) il suffit de rapporter les watts collectés à l'unité de surface ; c'est ce qu'on appelle l'éclat apparent. Il se mesure en watts par mètre carré (J.s-1.m-2). C'est déjà compliqué mais ce n'est pas tout. Le flux total reçu se répartit entre chaque longueur d'onde, selon la distribution spectrale de la source émettrice. Si nous considérons un intervalle tout petit autour d'une longueur d'onde, nous ne recevrons qu'une fraction du flux, selon la largeur de l'intervalle de longueur d'onde considéré. Il nous faut donc définir un éclat par unité de longueur d'onde. On le notera El et il sera défini au total en J.s-1.m-3.

Notre il, ou plus généralement le récepteur utilisé, n'est pas sensible à toutes les longueurs d'onde. Par exemple, notre il est très sensible à la longueur d'onde de 600 nm (le jaune de l'arc-en-ciel) mais il ne perçoit pas les photons en dessous de 350 nm ou au-dessus de 800 nm. Quand on fait une mesure à travers un récepteur donné (notre il, avec ou sans lunette ; un récepteur, avec ou sans filtre, ...), donc en intégrant sur tout un domaine de longueurs d'onde, on obtient une mesure qui dépend fortement de la transmission spectrale du récepteur. Il nous faut donc définir un système de mesure pour chaque type de récepteur, récepteur s'entendant, télescope et capteur, car chaque élément de la chaîne de mesure est susceptible de modifier la répartition spectrale de la transmission. Les magnitudes, dites apparentes, constituent l'expression des éclats apparents dans une échelle logarithmique. Nous verrons pourquoi.