2nde Physique Thème : Univers TP n°2 Chap.1 La détection d’une exoplanète But du TP : Etudier les ordres de grandeur en physique à partir de la découverte d’une exoplanète. I. La découverte d’une exoplanète L’astrophysique est une branche de l’astronomie qui étudie les propriétés physiques des objets de l’univers (planètes, étoiles, galaxies…), comme leur luminosité, leur densité, leur température, leur composition chimique… Entre autres, la découverte d’exoplanètes a pris un essor important à partir des années 1990 grâce au développement de nouvelles techniques d’observation. Aujourd’hui, on connaît plus de 500 exoplanètes (573 le 6 août 2011), dont la plupart de masse supérieure à celle de la Terre. Une méthode de détection appelée méthode du transit consiste à détecter la baisse de luminosité de l’étoile lors du passage de la planète devant celle-ci (voir l’animation sur http://www.iac.es/proyecto/tep/transitanim.html). L’exoplanète HD 189733B (voir doc.1) en orbite autour de l’étoile HD 189733 a été découverte le 5 Octobre 2005 par cette méthode grâce au télescope Spitzer (voir doc.2). Cette planète est classée comme un Jupiter chaud de la classe des planètes Joviennes. Elle gravite autour de son étoile dans la constellation du Petit Renard ou Vulpecula (voir doc.3) avec une courte période de 2,2 jours. La distance qui nous sépare d’elle est d’environ de 63 années de lumière. Questions sur le texte 1) Qu’est-ce qu’une exoplanète ? 2) Quelle propriété le télescope Spitzer utilise-t-il ? 3) Qu’est-ce qu’un Jupiter chaud ? 4) Quelle est la durée d’une révolution de cette planète autour de son étoile ? 5) Quelle distance nous sépare-t-elle d’elle ? 6) Qu’est? 7) Calculer sa valeur en mètre (et en notation scientifique). 8) En déduire la distance (en m) qui nous sépare d’elle. Donner un ordre de grandeur de cette distance (c’est à dire la puissance de 10 la plus proche du nombre). A votre avis, cette planète fait-elle partie de notre galaxie ? II. L’ordre de grandeur de la taille d’un objet On a répertorié certains objets de notre univers. Le tableau indique la valeur de leur taille, mais en désordre. A vous de la retrouver… Longueurs Valeur (en m) Notation scientifique (en m) Ordre de grandeur 10 n Objets Longueurs 100 nm 5 mm 80 km 6 400 km 150 Gm 0,1 nm 320 m 100 milliards 0,01 mm 75.1019 m 10 fm 40 µm Valeur (en m) Notation scientifique (en m) Ordre de grandeur 10 n Objets 1) Compléter chaque colonne du tableau avec les longueurs en mètre, puis en notation scientifique et enfin son ordre de grandeur. 2) Indiquer dans la dernière ligne, l’objet correspondant. 3) En déduire si l’exoplanète HD 189733B fait partie de notre galaxie. 17/04/2017 840907425 1/2 III. Un petit défi : déterminer l’épaisseur d’une feuille de papier 1) 2) 3) 4) Sans utiliser aucun instrument, donner un ordre de grandeur (en m) de l’épaisseur e d’une feuille de papier. Comment peut-on faire pour calculer cette épaisseur avec une règle précise au mm près ? Faire la mesure nécessaire. Puis, calculer l’épaisseur e d’une feuille de papier. Indiquer son ordre de grandeur. I. La découverte d’une exoplanète Doc.1 Vue d’artiste en infraDoc.2 Vue d’artiste du télescope rouge de l’exoplanète HD Spitzer sur son orbite héliocentrique. 189733B. (Crédit: - C. Carreau) II. L’ordre de ESA grandeur de la taille d’un objet L’univers connu Doc.3 Etoile HD 189733 dans la constellation du Petit Renard La Voie Lactée Diamètre d’un cheveu Taille d’un atome Diamètre d’un globule rouge 17/04/2017 840907425 2/2