DM n°1 sur l`Univers - Les sciences à La Salle

Noms : Prénoms : Classe : Sujet à rendre obligatoirement avec la copie Devoir maison n°1 : Sommes-­‐nous seuls dans l’Univers ? Barème S’approprier /7 Communiquer /2 Valider /1 Total : /10 Questions 1 2 3 4 5 6 7 8 Devoir global Capacités attendues Extraire des informations portant sur l’observation de l’Univers sur des supports variés. Extraire des informations portant sur l’observation de l’Univers sur des supports variés. Extraire des informations portant sur l’observation de l’Univers sur des supports variés. Extraire des informations portant sur l’observation de l’Univers sur des supports variés. Extraire des informations portant sur l’observation de l’Univers sur des supports variés. Extraire des informations portant sur l’observation de l’Univers sur des supports variés. Extraire des informations portant sur l’observation de l’Univers sur des supports variés. Rédiger une synthèse Discuter d’une information Compétence visée Points attribués S’approprier /1 S’approprier Remarques /1 S’approprier /1 S’approprier /1 S’approprier /1 S’approprier /1 S’approprier /1 Communiquer /1 Valider /1 Rendre compte à l’écrit en utilisant un vocabulaire scientifique adapté et rigoureux, et présenter son travail sous une forme appropriée. Communiquer /0,5 Travailler en équipe, partager des tâches, s’engager dans un dialogue constructif, accepter la contradiction tout en défendant son point de vue, faire preuve de diplomatie, négocier et rechercher un consensus. Communiquer /0,5 Document 1 : La vie existe ailleurs. Extrait vidéo du documentaire du Bigbang au vivant. http://www.youtube.com/watch?v=zafynT3BMPY&feature=player_embedded
1- Quelles sont les trois « fenêtres » dont il est question dans ce document ?
Que contiennent-elles ?
2- Comment sont identifiés les atomes présents aux confins de l’Univers ?
Document 2 :Le télescope de Kepler. Kepler est un télescope spatial lancé par la NASA (Fig.1)pour découvrir des planètes telluriques et autres petits corps qui orbitent autour d'autres étoiles de notre galaxie, la e Voie lactée. Le véhicule spatial, nommé en l'honneur de l'astronome allemand du XVII
siècle Johannes Kepler, a été lancé le 7 mars 2009 et placé en orbite héliocentrique. Depuis fin mai 2013, suite à une panne de deux de ses volants d'inertie, il a été mis dans un mode de fonctionnement dégradé. Ce mode ne permet pas l'obtention de nouvelles données scientifiques, mais le conserve dans une position dans laquelle les contacts depuis le sol sont possibles. Fig.2 : Zone de recherche d'exoplanètes dans la Voie lactée du télescope spatial américain Kepler. Crédit : Laurence Saubadu/AFP Fig.1 : Le télescope de Kepler L'observatoire Kepler est « spécifiquement conçu pour inspecter une section de notre région de la Voie lactée (Fig.2) afin de découvrir des douzaines de planètes de la taille de la Terre à l'intérieur ou proches de la zone habitable et déterminer combien parmi les milliards d'étoiles dans notre galaxie ont de telles planètes ». En janvier 2013 on dénombre un total de 2 740 planètes candidates. Des astronomes du H a r v a r d -­‐ S m i t h s o n i a n C e n t e r f o r Astrophysics (CfA) ont également utilisé les données de la mission Kepler pour estimer qu'« au moins 17 milliards » de planètes telluriques se trouvent dans la Voie lactée. Source : Wikipédia Document 3 : Zone d’habitabilité La zone d'habitabilité (ZH) autour d’une étoile a été définie par Hart (1979) comme la région dans laquelle de l’eau peut exister à l’état liquide à la surface d’une exoplanète. Autrement dit, il s’agit de la région circumstellaire (autour d’une étoile) où la température moyenne de la surface de l'exoplanète est supérieure à 0 °C mais toutefois suffisamment basse pour que l'eau de la planète reste à l'état liquide. Cette définition ne doit cependant pas cacher le fait que si la température de surface d’une planète dépend des caractéristiques de l'énergie lumineuse produite par l'étoile hôte (et bien sûr de la distance à l'étoile), elle dépend aussi des propriétés radiatives de son atmosphère ou de sa surface, en particulier de l'effet de serre et de l'albédo de la planète. Pour l'habitabilité de la planète, on doit aussi tenir compte des caractéristiques de la stabilité de l'orbite de l'exoplanète et de son excentricité qui pourraient f aire en sorte que son orbite ne soit pas toujours complètement située dans la ZH. Dans le cas de naines rouges, une complication supplémentaire provient du fait que la ZH est si proche de l'étoile que la rotation synchrone de l'exoplanète peut s'établir. La planète montrant alors toujours la même face à l'étoile. On peut aussi introduire la notion de Zone continûment habitable (ZCH), tenant compte des variations de la luminosité de l'étoile au cours de sa vie. Source : Futura Sciences Document 4 : Exoplanètes : deux nouvelles candidates à la découverte de la vie. Fig.3 : Comparaison de la taille de Kepler 22 avec les planètes internes du système solaire. Sont montrées aussi les zones d’habitabilités du Soleil de Kepler 22. Nasa/Ames/JPL-­‐
Caltech Le télescope spatial américain Kepler se montre chaque jour plus précieux. Grâce à lui, des astronomes ont découvert deux nouvelles exoplanètes très prometteuses. "À partir de ce qu'on peut observer, à savoir leur rayon et la durée de leur orbite autour de leur étoile, ces deux exoplanètes sont les objets les plus similaires à la Terre jamais trouvés", explique Justin Crepp, un astrophysicien de l'Université Notre-­‐
Dame, un des co-­‐auteurs de cette découverte publiée dans la revue américaine Science.Selon leurs travaux publiés jeudi 18 avril 2013, la vie pourrait d’ailleurs potentiellement y exister. Kepler 62. C'est ainsi qu'est baptisé le système planétaire le plus prometteur pour les exobiologistes. Les deux petites terres découvertes orbitent autour de l'étoile Kepler-­‐62a qui, tout comme notre soleil, est une naine. Située à 1 200 années-­‐lumière de chez nous, avec une masse égale à deux-­‐tiers de celle de notre soleil, c’est une étoile de type K (naine orange), un peu moins chaude que la nôtre. Parmi les cinq planètes du système Kepler 62, ces deux exoplanètes sont les plus éloignées de l'étoile et sont soumises à un rayonnement similaire à celui que Vénus et Mars reçoivent du Soleil. Baptisées "Kepler-­‐62f" et "Kepler-­‐62e", les deux planètes font partie d'un système stellaire de cinq planètes au total et sont respectivement 1,4 et 1,6 f ois plus grosses que la Terre. Kepler-­‐62f est ainsi la plus similaire à la Terre en taille, située dans la zone habitable d'une autre étoile et de composition vraisemblablement rocheuse jamais détectée. Elle tourne autour de son étoile (Kepler-­‐62a) en 267 jours. Sur Kepler-­‐62e, l’année ne dure que 122 jours. Mais les astronomes précisent qu’elle se trouve à la limite de la distance habitable, où la température n'est ni trop chaude ni trop froide et qui permettrait à l'eau d'exister à l'état liquide. la présence d'eau dépend de la densité de la planète et de la composition de son atmosphère. Hélas ces deux paramètres sont encore inconnus. Selon des recherches antérieures, des planètes d'un rayon inférieur à 1,6 fois celui de la Terre ont une densité compatible avec une composition rocheuse. Leur taille laisse donc à penser que Kepler-­‐62f et Kepler-­‐62e sont des rocheuses comme la Terre ou formées de glace d'eau. Pour avoir une idée précise de leur composition, il faudrait pouvoir mesurer leur densité. Mais elles sont trop peu massives pour être correctement observées, et leur éloignement ne permet pas non plus de caractériser leur atmosphère. S'ils ne savent pas encore si la vie pourrait y exister, ils estiment que la quête d’une planète sœur de la Terre, orbitant autour d'une étoile comme le Soleil, se précise. " La découverte de ces planètes rocheuses dans la zone habitable nous rapproche du moment où on va trouver une planète comme la nôtre", a estimé John Grunsfeld, le responsable des missions scientifiques à la Nasa. "C'est seulement une question de temps avant que l'on sache si notre galaxie abrite une multitude de planètes comme la Terre où si nous sommes une rareté ", a-­‐t-­‐il ajouté. Fin 2011, la Nasa avait confirmé la découverte de la première exoplanète dans la zone habitable d'un système stellaire, baptisée Kepler 22b, en orbite autour d'une étoile (Kepler 22) située à environ 600 années-­‐lumière. Mais vu sa grande dimension, avec un rayon 2,4 fois plus grand que celui de la Terre, sa composition reste très incertaine ( Fig.3). Source : Sciences et Avenir 3- Indiquer les points communs entre notre système solaire et les
systèmes de Kepler 62 et Kepler 22.
4- Indiquer la distance à laquelle se trouve Kepler 62, puis Kepler 22.
5- Indiquer si nous avons la possibilité d’y aller, justifier la réponse.
6- Indiquer la différence notable entre notre Soleil et celui de Kepler 62.
Préciser les informations qui justifient votre réponse.
7- Indiquer les conditions d’apparition de la vie sur une exoplanète.
8- Rédiger un petit paragraphe argumenté sur le fait qu’une forme de vie
puisse exister ailleurs dans l’Univers, à l’aide de vos réponses
précédentes et des documents à votre disposition.
Devoir global :
Présenter de manière soignée son travail, répondre avec des phrases
complètes et bien construites, et préciser en quelques lignes la manière
dont le travail a été réparti entre les membres du binôme, et dans
quelles conditions
Pour les plus curieux
Kepler 47, la première étoile double avec des exoplanètes.
http://www.futurasciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/astronomie-kepler47-premiere-etoile-double-exoplanetes-40939/