Découvrir découvrir L’espace l’espace en questions et réponses Emmanuelle Mozayan-Verschaeve 246-Decouvrir espace Encyclo INT.indd 1 2014-09-30 23:42 Photos : (h = haut ; b = bas ; g = gauche ; d = droite ; c = centre) p. 4 : bd domaine public p. 5 : cg Cosmos0 p. 6 : cg Me ; cd Carsten Frenzl p. 7 : h bg bd NASA ; cd Sephirohq p. 8 : bg NASA p. 9 : bd Mysid p. 13 : hg hd cg cd NASA p. 14 : h APOD ; cd NASA p. 15 : b Alain r p. 23 : hgg hg bd bdd bbd bbdd NASA p. 24 : g bc bd NASA p. 25 : h NASA ; cd Ricardo Nunes www.astrosurf.com/nunes ; bd USSR p. 26 : bd NASA p. 28 : cg b NASA p. 34 : h bd NASA ; bg Mariom990 p. 35 : hg cgg cg cd bg bd NASA p. 36 : c bg NASA p. 37 : c hc hd cd bd NASA p. 38 : h c cd bg NASA p. 39 : h bg bd NASA p. 40 : b ESO p. 41 : hd cg Ann Feild (Space Telescope Science Institute) ; cd NASA ; b Lexicon p. 42 : cg c NASA p. 44 : bg bbg Szőcs Tamás Tamasflex p. 45 : hd Dainis p. 46 : bg d NASA p. 48 : hd cg cd bg bd NASA p. 49 : hg hd cg bc bd NASA p. 50 : hg Ebs08 ; hd Captainm ; bc NASA p. 51 : c cd bg NASA p. 52 : cg Ames Pioneer 10 ; cd bg bd NASA p. 53 : g hd cd bg NASA p. 54 : cg c cd bd NASA p. 55 : hhd hd cg cd NASA p. 56 : hd cg NASA p. 58 : hd Ancheta Wis ; cg Stahlkocher ; cd Oleg Brovko p. 59 : hg ESO ; hd cd bbd NASA ; c ECeDee ; bg Oren Jack Turner ; bd Esther C. Goddard p. 60 : c Alexander Mokletsov ; cd NASA ; bd USSR p. 61 : hg h hd cg c cd bg bd bbd bbd NASA Les Éditions Caractère inc. 5800, rue Saint-Denis, bureau 900 Montréal (Québec) H2S 3L5 Canada editionscaractere.com Révision : Cynthia Cloutier Marenger Correction : Catherine Vaudry Mise en page et couverture : Bruno Paradis Images : shutterstock.com ISBN : 978-2-89742-079-6 Imprimé en Chine © Les Éditions Caractère inc. Dépôt légal - Bibliothèque et Archives nationales du Québec, 1re trimestre 2015 TOUS DROITS RÉSERVÉS. Toute reproduction du présent ouvrage, en Toute utilisation non expressément autorisée totalité ou en partie, par tous les moyens constitue une contrefaçon pouvant donner présentement connus ou à être découverts, lieu à une poursuite en justice contre est interdite sans l’autorisation préalable l’individu ou l’établissement qui effectue des Éditions Caractère. la reproduction non autorisée. Les Éditions Caractère inc. remercient le gouvernement du Québec – Programme de crédit d’impôt pour l’édition de livres – Gestion SODEC. Nous reconnaissons l’aide financière du gouvernement du Canada par l’entremise du Fonds du livre du Canada pour nos activités d’édition. Nous remercions également la SODEC de son appui financier (programmes Aide à l’édition et à la promotion). 4 La formation de l’Univers 6 Les étoiles 48 La conquête de l’espace 10 Le Soleil 50 Les navettes spatiales 12 Les galaxies 52 Les sondes spatiales 15 Les trous noirs 54 Les stations spatiales 16 Les constellations 56 La vie des astronautes dans l’espace 20 Le système solaire 24 Mercure 25 Vénus 26 La Terre 30 La Lune 32 Mars 34 Jupiter 36 Saturne 38 Uranus 39 Neptune 40 Les planètes naines 42 Autres objets célestes 246-Decouvrir espace Encyclo INT.indd 3 44 L’exploration spatiale 58 L’histoire de l’astronomie et de ses savants 62 Découvre l’espace en jeux Découvrir l’espace – sommaire Sommaire 2014-10-09 09:23 La formation de l’Univers Découvrir l’espace – La formation de l’Univers Mot d’introduction Tu as sûrement déjà pu admirer le ciel la nuit et observer les milliers d’étoiles qui l’habitent. C’est magique, n’est-ce pas ? Tu les vois briller, tu sais qu’elles sont très très très loin, mais sais-tu comment elles sont nées, comment les reconnaître ? Tu sais aussi que nous vivons sur une planète, la Terre, et qu’il en existe d’autres dans l’Univers. Mais qu’est-ce que c’est au juste, l’Univers ? A-t-il toujours existé et existera-t-il toujours ? Et le Soleil, la Lune, les comètes, les trous noirs, les étoiles filantes, les constellations, les galaxies… Ces mots-là, tu les as sûrement entendus, mais connais-tu leur signification ? Toutes les réponses se trouvent dans ce livre, qui va te permettre de découvrir le monde fascinant et mystérieux dans lequel tu vis… et d’épater ta famille et tes amis ! Que veut dire « astronomie » ? L’astronomie est la science qui étudie… les astres ! Logique, mais, si tu ne sais pas ce qu’est un astre, ça ne t’aide pas vraiment ! En fait, les astres sont des corps célestes1 naturels, comme les étoiles, les planètes, le Soleil, la Lune, les comètes, etc. Qu’est-ce que l’Univers ? On utilise souvent le mot « univers » pour désigner l’ensemble de ce qui existe, les êtres vivants tout autant que les choses. Mais en cosmologie2, il prend un sens différent et s’écrit avec une majuscule. Il signifie alors l’ensemble des éléments présents dans l’espace, comme les étoiles, les planètes, les galaxies, etc. Comment l’Univers est-il né ? Peut-être y avait-il quelque chose avant l’Univers, peut-être n’y avait-il rien. Cette question reste un mystère… Cependant, les chercheu rs s’entendent pour dire que l’Univers est né il y a 13,7 milliards d’années à la suite d’un évén ement dénommé le big-bang. À cet insta nt « zéro », l’Univers était contenu dans un minuscule point très chaud et très dens e plein d’énergie. Sans qu’on sache pourquoi, cette matière se sera it tout à coup dilatée et ses parties se sera ient éloig nées les unes des autres, les amenant à refroidir. Tout s’est donc étendu à part ir de ce point unique : l’espace, l’énergie, la matière, les planètes, les étoiles… en fait, tout ce qui existe dans l’Univers. Dans les trois secondes qui ont suiv i le big-bang sont appa rus l’hydrogène3, l’hél ium 4 et le lithium 5. Des forces comme la grav itation sont aussi nées , ainsi que le temps. ion ? Qu’est-ce que la gravitat pace sont uel le les objets dans l’es Il s’a git de la force par laq nète Ter re, res. Autou r de notre pla attirés les uns vers les aut lique pou robjets vers elle, ce qui exp la gravitation attire les si la graviles lâche ! On appelle aus quoi ils tombent qua nd on rselle ». tation « attra ction un ive Comment parvient-on à mesurer la distance dans l’espace ? Les unités de mesure que nous utilisons sur Terre ne s’appliquent pas dans l’espace, compte tenu de son immensité. L’unité de mesure utilisé dans ce cas est l’année-lumière. Il s’agit de la distance que la lumière parcourt en un an à travers l’espace, soit environ 9 460 730 milliards de kilomètres. Beaucoup de personnes croient que l’année-lumière est une mesure de durée parce qu’elle contient le mot « année », mais il s’agit bien d’une unité de mesure. La vitesse de la lumière est d’environ 300 000 km par seconde ! Tu te rends compte ! Ainsi, dans l’espace, les années-lumière sont plus faciles à se représenter que les kilomètres. Par exemple, Andromède, la galaxie (groupe d’étoiles) la plus proche de nous se trouve à 21 000 000 000 000 000 000 km : cela fait beaucoup de zéros ! Il est plus simple de dire 2 300 000 al (années-lumière). 246-Decouvrir espace Encyclo INT.indd 4 2014-09-30 23:42 Skylab, la première station spatiale, est lancée par les États-Unis. 246-Decouvrir espace Encyclo INT.indd 60 Premiers pas sur la Lune. Apollo 11, mission américaine, envoie Buzz Aldrin et Neil Armstrong sur la Lune. Ce dernier est le premier humain à marcher sur notre satellite. 1974 La sonde spatiale Mariner 10 envoie les premières photos de la couverture nuageuse de Vénus et de la surface de Mercure. 1965 Aux États-Unis, Robert Wilson et Arno Penzias détectent un faible signal venant de l’espace. Beaucoup de savants pensent que ce son confirme la théorie du big-bang. 1968 La sonde soviétique Venera 4 pénètre dans l’atmosphère de Vénus. 1967 Luna 9 est la première sonde spatiale à atterrir sur la Lune. 1966 1969 1965 Mariner 4, sonde spatiale américaine, prend les premières photos de Mars. L’Union soviétique envoie les premières sondes spatiales vers la Lune. Les Américains exécutent le premier vol spatial – Apollo 8 – piloté autour de la Lune. 1975 1971 1961 1963 Valentina Terechkova est la première femme cosmonaute envoyée dans l’espace. Le russe Iouri Gagarine est le premier humain envoyé dans l’espace. 1959 1958 1957 Les Soviétiques envoient une chienne, Laïka, dans l’espace. 1973 Découvrir l’espace – L’histoire de l’astronomie et de ses savants Constitution de la NASA (« National Aeronautics and Space Administration » ; en français « Administration nationale de l’aéronautique et de l’espace »), organisme américain destiné à l’exploration et à la découverte spatiales. La sonde spatiale américaine Mariner 9 transmet à la Terre des images de Mars. Les sondes spatiales soviétiques Venera 9 et 10 envoient les premières photos de la surface de Vénus. 2014-09-30 23:46 1986 STS-1, la première navette spatiale, est lancée par les États-Unis. Voyager 2 survole Saturne et en envoie des photos précises. 1986 1986 Lancement des sondes spatiales américaines Voyager 1 et 2, qui survoleront Jupiter en 1979 et en enverront des photos détaillées. La station spatiale russe Mir est lancée. Voyager 2 survole Uranus et en envoie des photos détaillées. Le télescope Hubble est envoyé dans l’espace depuis les États-Unis, mais ne peut transmettre d’images détaillées des parties éloignées de l’espace à cause d’un défaut. L’année suivante, des astronautes le réparent dans l’espace. 1990 1989 La sonde spatiale Voyager 2 survole Neptune et en envoie des photos. 246-Decouvrir espace Encyclo INT.indd 61 La station Mir est détruite après 15 ans en orbite. L’Union astronomique internationale décide que Pluton ne peut pas être considérée comme une véritable planète. Celle-ci perd donc son statut de neuvième planète du système solaire pour entrer dans la catégorie des planètes naines. Le bras articulé Canadarm est installé sur la Station spatiale internationale (SSI). 2012 Les États-Unis lancent la mission Cassini vers Saturne. 2006 1997 2001 1997 La sonde spatiale américaine Mars Pathfinder atterrit sur Mars et envoie des informations concernant le climat et les roches de cette planète. 2001 La navette Challenger explose, faisant sept morts. Découvrir l’espace – L’histoire de l’astronomie et de ses savants 1980 1977 1976 1981 Les sondes spatiales américaines Viking 1 et 2 atterrissent sur Mars, y prennent des photos et en prélèvent des échantillons de sol. La sonde Voyager 1 est le premier objet terrestre à quitter le système solaire. 2014-09-30 23:46 Découvrir l’espace – glossaire Glossaire Amplificateur : équipement permettant d’augmenter l’amplitude des sons ou des signes radio. Année-lumière : distance que la lumière parcourt en un an. Apesanteur : état ressenti en l’absence de gravité. Sans poids. Astéroïde : corps céleste formé de roche, de métal, ou des deux, qui effectue une orbite autour du Soleil. Astronome : scientifique étudiant les astres. Atmosphère : mélange des différents gaz entourant une planète. Big-bang : expansion qui aurait entraîné la création de l’Univers. Big-chill : théorie sur la fin de l’Univers, selon laquelle toutes les étoiles finiraient par mourir. Big-crunch : théorie selon laquelle l’Univers s’affaisserait sur lui-même en un point très dense. Big-rip : théorie selon laquelle tout dans l’Univers finirait par être déchiqueté. Calotte polaire : couche de glace recouvrant en permanence certaines parties de Mars et de la Terre autour des deux pôles. Ceinture de Kuiper : zone du système solaire en forme d’anneau se trouvant au-delà de Neptune et produisant des comètes. Chevelure : nuage de gaz et de poussière situé autour du cœur d’une comète. Chromosphère : atmosphère interne du Soleil. Combustion : réaction chimique se traduisant par la production de chaleur et de lumière. Nébuleuse : immense nuage de poussière et de gaz. Comburant : substance chimique libérant de l’oxygène. Constellation : groupe d’étoiles qui, assemblées par des traits imaginaires, créent une forme. Cette forme permet de donner un nom à la constellation. Couronne : atmosphère externe du Soleil. Cratère : énorme trou généralement creusé par la chute d’un corps céleste. Élément : substance chimique composée d’un type d’atome ne pouvant être divisé en une substance plus simple. Équateur : ligne imaginaire tracée autour d’une planète à égale distance de ses deux pôles. Étoile à neutrons : étoile très dense. Exoplanète : planète située dans un autre système solaire que le nôtre. Extraterrestre : tout ce qui ne vient pas de la Terre. Galaxie : groupe d’étoiles, de poussière et de nuages de gaz incluant parfois des planètes. Géante rouge : naine jaune qui gonfle et émet une lumière rouge en se refroidissant. Gravitation : force par laquelle les objets sont attirés les uns vers les autres. Matière : compose tous les objets et substances qui ont une masse et occupent une place dans l’Univers. MMU : fauteuil adapté pour les sorties dans l’espace. Naine blanche : étoile morte, petite et dense. Naine jaune : étoile moyenne, comme notre Soleil. Naine rouge : la plus petite des étoiles. Navette : véhicule spatial récupérable conçu pour assurer la liaison entre la Terre et une orbite basse autour de la Terre. Dans la même Nova : étoile dont l’éclat augmente brusquement. Noyau : partie centrale d’un atome contenant la majeure partie de sa masse. Orbite : trajectoire courbe d’un corps tournant autour d’un astre. Panneau solaire : équipement convertissant l’énergie de la lumière du Soleil en électricité. Les stations spatiales et certaines sondes spatiales en possèdent. Planète : corps céleste en orbite autour d’une étoile, spécialement du Soleil. Planète naine : corps céleste tournant autour du Soleil, mais trop petit pour être classé dans la catégorie des « planètes ». Photosphère : surface visible du Soleil. Rotation : mouvement d’un objet tournant autour de son axe. Satellite : dispositif envoyé dans l’espace pour tourner autour d’un astre afin notamment d’y recueillir de l’information. Sonde spatiale : engin envoyé dans l’espace sans équipage pour recueillir des données et les transmettre à la Terre. Supernova : mort explosive des étoiles plus grosses que le Soleil. Système solaire : ensemble formé du Soleil et de tout ce qui tourne autour, dont huit planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Télescope : instrument scientifique permettant d’observer des objets dans l’espace. Trou noir : endroit invisible dans l’espace où la gravité est si forte que rien ne peut y échapper, pas même la lumière. Univers : tout ce qui se trouve dans l’espace, y compris la Terre. Voie lactée : nom de notre galaxie, avec son soleil, ses étoiles et ses planètes. Zone de convection : couche interne du Soleil. Elle se situe à l’extérieur de la zone de radiation. Zone de radiation : partie du Soleil adjacente à son cœur. La chaleur du cœur est transmise vers l’extérieur par la zone de radiation. Des sites Internet utiles Voici des sites intéressants pour accroître tes connaissances célestes, notamment au moyen de visites et d’ateliers. Agence spatiale canadienne www.asc-csa.gc.ca Cherche-étoiles www.cherche-etoiles.ca Cosmodôme www.cosmodome.org Conseil national de recherches Canada (CNRC) www.nrc-cnrc.gc.ca collection Fédération des astronomes amateurs du Québec (FAAQ) www.faaq.org Observatoire du Mont-Mégantic omm.craq-astro.ca Planétarium de Rio Tinto Alcan espacepourlavie.ca/ planetarium-rio-tinto-alcan-1