Voir la source de Discontinuité Lyman-α

{{ébauche|astronomie}}
[[File:NASA-Icarus-BlueSuperGiantSpectrum-Hubble-20180402.png|thumb|upright=1.5|Une discontinuité [[Hα|Balmer-α]] dans le spectre électromagnétique de l'[[Icare (étoile)|étoile Icare]].<br><br>Elle apparaît vers {{unité|920|nm}}, au lieu de {{unité|364.5|nm}} émis par un atome d'hydrogène terrestre au repos, à cause du [[décalage vers le rouge]] cosmologique.]]
La '''discontinuité Lyman-α''' est un brusque changement de [[luminosité]] du [[spectre électromagnétique]] à proximité de la longueur d'onde α de la [[série de Lyman]] (Ly α), soit 121,5 nm (1215,67 [[Ångström|Å]]). Elle est l'une des caractéristiques observables des [[galaxie]]s très lointaines, parce que la lumière qu'elles émettent doit traverser des nuages d'hydrogène neutre de l'atmosphère stellaire, nuages qui absorbent une partie de l'énergie lumineuse.

== Description ==
Pour ioniser un atome d'hydrogène par des ondes électromagnétiques, il faut lui fournir une énergie supérieure à 13,6 eV, ce qui implique que λ < 912 Å par la [[Relation de Planck-Einstein|relation <math>E = h\nu</math>]], où <math>\lambda = \frac{1}{\nu}</math>. Les photons dont l'énergie est suffisante pour ioniser un atome d'hydrogène sont absorbés par l'hydrogène neutre présent dans l'atmosphère stellaire, ce qui produit une forte discontinuité en deçà de λ = 912 Å<ref name=HakimAtek>{{ouvrage
|auteur1=Hakim Atek
|titre=Les vicissitudes d’un outil cosmologique: la raie Lyman-alpha
|url=https://theses.hal.science/tel-00460950/document
|date=2009
|passage=6
|éditeur=Université Pierre et Marie Curie - Paris VI et Université de Genève
}} (thèse doctorale)</ref>{{,}}<ref>{{lien web |langue=en
|url=http://burro.astr.cwru.edu/Academics/Astr328/Notes/GalForm/LyBreakTech.html
|titre=The Highest Redshift Galaxies: Lyman Break Technique
|date=12 novembre 2018
|éditeur=Case Western Reserve University
}}</ref>. 

[[File:Bohr-atom-electron-to-jump.svg|thumb|Selon le [[modèle atomique de Bohr]], l'orbitale {{math|1=''n'' = 1}}, régulièrement appelée [[état fondamental]], contient le moins d'énergie de tous les états du système. L'énergie d'un électron est déterminée par son [[orbitale atomique]] autour du noyau. Dans le schéma, un électron a effectué une [[transition électronique]] en passant des orbitales {{math|1=''n'' = 3}} à {{math|1=''n'' = 2}} : son niveau d'énergie a diminué parce qu'il a émis un [[photon]].]]La lumière, constituée d'un flux d'[[onde électromagnétique|ondes électromagnétiques]] sur plusieurs fréquences, qui est absorbée et émise par un atome d'[[hydrogène]] peut être représentée par un [[spectre d'absorption]] ou par un [[spectre d'émission]]. Dans un atome, un électron peut subir une [[transition électronique]] lorsqu'il absorbe ou émet une onde électromagnétique d'une longueur d'onde précise. 
Les flux lumineux émis par des objets célestes éloignés de la Terre, qui voyagent dans l'espace intersidéral, traversent des nuages d'atomes d'hydrogène avant d'atteindre les télescopes à proximité de la Terre.

Les flux lumineux qui voyagent dans l'espace intersidéral induisent des [[transition électronique|transitions électroniques]] dans les atomes d'hydrogènes intersidéraux. Toutefois, à cause de l'énergie relativement faible des ondes électromagnétiques, ils n'induisent le plus souvent que des transitions électroniques entre deux [[orbitale atomique|orbitales atomiques]] voisines (par exemple, de {{math|1=''n'' = 2}} à {{math|1=''n'' = 3}}). En ce qui concerne l'atome d'hydrogène, il n'y a qu'un seul électron qui tourne autour du noyau atomique. Les ondes électromagnétiques des corps célestes lointains induisent le plus souvent le passage de {{math|1=''n'' = 1}} à {{math|1=''n'' = 2}}. Ces ondes sont alors absorbées par les atomes d'hydrogène<ref>{{lien web |langue=en |url=https://web.archive.org/web/20070202032120/https://astro.berkeley.edu//~jcohn/lya.html |titre=Lyman alpha systems and cosmology |auteur1=Joanne D. Cohn |éditeur=University of California at Berkeley|année=2008}}</ref>.

Lorsque, dans une certaine plage de fréquences, les ondes électromagnétiques sont plus souvent absorbées que les autres ondes à d'autres fréquences, leur intensité lumineuse est également moins forte que ces dernières lorsqu'elles sont captées par un télescope près de la Terre. Pour la lumière émise par des corps célestes lointains, cette différence d'intensité est importante : les astronomes parlent de « bord » (''{{lang|en|edge}}''<ref>
{{lien web |langue=en
|auteur1=Cren Frayer
|url=https://ned.ipac.caltech.edu/level5/Sept04/Koratkar/Koratkar4_2.html
|titre=4.2. The Lyman Edge
|éditeur=Caltech
|date=16 novembre 2004}}</ref>), « brisure », « cassure », « coupure », « discontinuité »<ref name=HakimAtek/>, « rupture » ou « saut ». 

[[Image:LymanSeries1.gif|vignette|centré|upright=2|La brisure Lyman-α se situe tout près de la longueur d'onde α de la [[série de Lyman]], soit 121,5 nm (1215,67 [[Ångström|Å]] sur le schéma) pour un atome d'hydrogène terrestre au repos.]]

L'absorption des ondes électromagnétiques de faible intensité par les atomes d'hydrogène intersidéraux existe pour toutes les séries de transitions électroniques de l'atome d'hydrogène : [[série de Lyman]], [[série de Balmer]], [[série de Paschen]]...

== Notes et références ==
{{Références}}

== Article connexe ==
* [[Décalage vers le bleu]]
* [[Décalage vers le rouge]]
* [[Forêt Lyman-α]]

{{portail|cosmologie|astronomie|physique}}

[[Catégorie:Cosmologie]]