L`infiniment grand Univers Synthèse de l`activité 2 : Orion L`humain

2nde
L’infiniment grand
Univers
Synthèse de l’activité 2 : Orion
L’humain évolue dans un environnement fini, il est difficile pour nous de se représenter l’infiniment l’infiniment grand.
L’infiniment grand
Essayons de nous faire une idée avec le système solaire et son environnement.
La Terre et le système solaire (Voir vidéo)
La Terre a la forme d’une boule de rayon 6,4 x 103 km légèrement aplatie aux pôles.
Sa masse est proche de 6 x 1024 kg.
Autour de la Terre, la Lune gravite à une distance moyenne de 385 000 km.
Le soleil est l’étoile la plus proche de la Terre à 150 millions de km.
L’Unité Astronomique notée U.A correspond à la distance Soleil/Terre : 1 U.A = 150 millions de km.
Le système solaire est constitué du soleil et d’objets qui gravitent autour :
Huit planètes gravitent autour du Soleil : Mercure, Vénus, Terre, Mars, (ceinture d’astéroïdes), Jupiter, Saturne,
Uranus, Neptune. (Voir animation-vidéo)
Entre les planètes et le Soleil, il y a essentiellement du vide.
Leurs satellites, les astéroïdes et les comètes font partie du système solaire.
Convertir toutes les valeurs du tableau ci-dessous en écriture scientifique.
Dans l'infiniment grand on retiendra les étoiles (dont le Soleil fait partie), le système solaire comportant, outre
le Soleil, avec huit planètes (Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, et Neptune ainsi que
les satellites de ces planètes, les astéroïdes et les comètes).
Notre galaxie
Les étoiles sont regroupées dans des galaxies. Il existe un très grand nombre de galaxies.
Le soleil appartient à un groupe de 100 milliards d’étoiles appelé la Galaxie ou voie lactée. Elle forme une spirale sur
un disque de diamètre voisin de 1018 km (soit 1,2 x 105 années-lumière (a.l)
Une année-lumière (a.l) est la distance parcourue par la lumière dans le vide en une année.
Cette unité est utilisée en astronomie : 1 a.l ≈ 9,48 x 1015 m (Voir Activité)
Notre galaxie : Voie lactée
Entre les étoiles d’une galaxie ou entre les galaxies, il y a essentiellement du vide : on parle de structure
lacunaire de l’espace.
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Le message de la lumière : voir loin, c’est voir dans le passé
La valeur de la distance en a.l d’un objet nous donne directement la durée en année mise par la lumière pour nous
parvenir de cet objet. Une étoile située à 427 al de la Terre met alors 427 ans pour nous parvenir.
L’observation d’un objet cosmique éloigné révèle cet objet tel qu’il était dans le passé, avec un décalage égal à la durée
que met sa lumière pour nous parvenir.
Applications
1. L’étoile polaire porte ce nom car l’axe polaire de la Terre pointe actuellement dans sa direction. Ainsi, au cours de la
nuit, elle nous paraît fixe malgré la rotation de la Terre. La distance Terre-Etoile polaire est : DT/E = 430 a.l
1. Qu’y a-t-il dans l’espace entre la terre et l’étoile polaire ?
2. Expliquer ce qu’est une année lumière (a.l).
3. Quelle est la durée mise par la lumière pour parvenir de l’étoile à la Terre.
4. 1 a.l = 9,5.1015 m.
a) Calculer en m la distance DT/E qui sépare la Terre de l’étoile polaire.
b) Exprimer cette distance en notation scientifique.
2.
La galaxie à laquelle appartient le système solaire est la Voie lactée (Illustration ci-dessous).
La galaxie la plus proche de la Voie lactée est Andromède. Ces deux galaxies sont séparées d’environ 2,6 millions a.l.
Donnée : 1 a.l = 9,46.1012 km
1. La nébuleuse d’Orion se trouve 1,7.1016 km de la Terre.
a) A quelle distance, en années-lumière, la nébuleuse d’Orion se trouve-t-elle de la Terre ?
b) Fait-elle partie de la Voie lactée ?
c) A quelle époque se trouvait-on sur Terre quand a été émise la lumière qui nous parvient aujourd’hui de cette
nébuleuse ?
2. Utiliser les puissances de dix et la notation scientifique pour répondre aux questions qui suivent :
a) Donner, en km, l’ordre de grandeur de la taille T de la Voie lactée.
b) Donner en km, l’ordre de grandeur de la distance D séparant Andromède de la Voie lactée.
c) Qu’y a-t-il essentiellement entre ces deux galaxies ?
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