La détection d`une exoplanète

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2nde
Thème : Univers
TP n°2
Physique
La détection d’une exoplanète
Chap.1
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…
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.
Longueurs
100 nm
5 mm
80 km
320 m
0,01 mm
75.1019 m
Valeur
(en m)
Notation
scientifique
(en m)
Ordre de
grandeur 10 n
Objets
Longueurs
6 400 km
150 Gm
0,1 nm
100 milliards
10 fm
40 µm
Valeur
(en m)
Notation
scientifique
(en m)
Ordre de
grandeur 10 n
Objets

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III. Un petit défi : déterminer l’épaisseur d’une feuille de papier
1) Sans utiliser aucun instrument, donner un ordre de grandeur (en m) de l’épaisseur e d’une feuille de papier.
2) Comment peut-on faire pour calculer cette épaisseur avec une règle précise au mm près ?
3) Faire la mesure nécessaire. Puis, calculer l’épaisseur e d’une feuille de papier.
4) Indiquer son ordre de grandeur.
I. La découverte d’une exoplanète
II. L’ordre de grandeur de la taille d’un objet
Doc.2 Vue d’artiste du télescope
Spitzer sur son orbite héliocentrique.
Doc.1 Vue d’artiste en infra-
rouge de l’exoplanète HD
189733B.
(Crédit: ESA - C. Carreau)
Doc.3 Etoile HD 189733 dans la
constellation du Petit Renard
L’univers connu
La Voie Lactée
Diamètre d’un cheveu
Diamètre d’un globule rouge
Taille d’un atome