D`où viennent les atomes qui nous constituent ? Objectifs d

D’où viennent les atomes qui nous constituent ?
N I C E
L3 J‘analyse les données (schémas, graphiques, document...)
S8 Je modélise pour expliquer
M1 J’utilise les outils numériques
Objectifs d'apprentissage
•Comprendre l’origine de la matière sur Terre
•Modéliser pour expliquer des phénomènes
Partie 1. D’où viennent les éléments chimiques ?
Lire le document 1 puis prendre des notes pendant la démonstration du professeur.
À la fin de la démonstration vous ferez plusieurs schémas présentant les différentes
phases de formation des atomes dans une étoile et les présenterez à la classe.
Partie 2. Effondrement de l’étoile
Lire le document 2.
Prendre des notes pendant, l’expérience de la canette faire des schémas pour modéliser
l’effondrement de l’étoile en son cœur.
Partie 3. Explosion de la supernova
Modélisation de l’explosion en supernova
Une balle de ping-pong et une balle de tennis représentent les couches extérieures d'une
étoile qui s’effondre vers son cœur de fer et se transforme en supernova.
Le sol représente le cœur interne très dense d'une étoile.
La balle de tennis représente la partie extérieure du cœur qui tombe vers l'intérieur
lorsque l'étoile s'effondre sous l’action de la gravité.
La balle de ping-pong représente les couches extérieures de l'étoile.
Protocole : Laisser tomber la balle de tennis seule, puis la balle de ping-pong seule.
Noter la hauteur après le rebonds. Faire de même avec la balle de ping-pong.
Poser la balle de ping-pong sur la balle de tennis.
3-2-1-SUPERNOVA !
Lâcher l’ensemble. Que se passe-t-il ?

Doc.1. Formations des éléments chimiques dans une étoile
Les atomes d’hydrogène sont nés au cours du big bang. Il se sont assemblés sous l’action
de la gravitation pour former une étoile. Lorsque les conditions de température et de
pression sont suffisantes la fusion des atomes d’hydrogène (H) peut commencer.
L’hydrogène donne naissance à de l’hélium (He). Plus tard l’hélium va fusionner pour
donner d’autres éléments, dans les petites étoiles la fusion s’arrête au carbone (C).
En raison des températures et de la pression plus élevées dans leurs noyaux, la fusion
nucléaire dans les étoiles massives ne s'arrête pas avec le carbone. L'étoile passe par des
périodes successives où le carbone fusionne pour donner de l'oxygène (O), l'oxygène va
donner du néon (Ne), le néon du silicium (Si), et le silicium donnera du fer (Fe). La
séquence de fusion nucléaire s'arrête avec le fer. La fusion du fer nécessite un apport
d'énergie supplémentaire. À ce stade, l'étoile a une structure d’ « oignon » dans laquelle
un cœur de fer est entouré par des anneaux des différents éléments que l'étoile a produit.
Les éléments spécifiques, l'épaisseur des couches et leur ordre peuvent varier d'une étoile à l'autre.
Doc.2. Effondrement de l’étoile et éjection des éléments de l’étoile
Une fois la fusion nucléaire arrêtée, la force de gravité prend le dessus et finit par écraser
le cœur de l'étoile. Le cœur s'effondre catastrophiquement, libérant suffisamment
d'énergie pour faire sauter le reste de l'étoile.
Ces explosions, connues sous le nom de supernova, sont si brillantes qu'elles éclipsent
brièvement des galaxies entières !
Les supernovas produisent aussi suffisamment d’énergie pour que les éléments plus
lourds que le fer se forment au cours de ces explosions.
À l'exception de l'hydrogène, tous les éléments qui composent notre corps (le carbone,
l'oxygène, l'azote, le fer, etc.) ont été formés soit par fusion nucléaire à l'intérieur des
étoiles, soit lors des explosions de supernova d'étoiles massives. Tous les éléments qui
ont été formés à l'intérieur des étoiles sont éjectés quand elles explosent, et c'est ainsi que
les éléments sont dispersés à travers l'Univers.