01_01_Ordre_Grandeur_2008-2009

Cours d’astronomie
« De l’origine de l’univers à l’origine de la vie »
(Option libre Université)
Nicolas Fray
[email protected]
1-1
Les polys et le planning sont en ligne
http://www.lisa.univ-paris12.fr/ASTROP12/
1-2
Les polys et le planning sont en ligne
http://www.lisa.univ-paris12.fr/ASTROP12/article.php3?id_article=11
Mot de passe :
Univ2008
1-3
Le planning
1-4
Les documents
Les documents sont accessibles après chaque cours avec
un mot de passe qui vous sera communiqué en amphi.
Mot de passe : univ2007
La mise à disposition des documents projetés en cours est un
complément à vos notes. Il serait risqué de considérer qu’ils peuvent
se substituer à la présence lors des cours, et à une prise de note
personnelle.
1-5
Plan de cours
• Les distances dans l’univers
• Les étoiles
• Les galaxies
• Cosmologie / Big-Bang
• Formation du système solaire
• Système solaire interne (François Raulin)
• Système solaire externe (François Raulin)
• Petits corps du système solaire
• Les astéroïdes
• Les objets trans-neptuniens
• Les comètes
• Les météorites
• Collisions dans le système solaire
1-6
Les distances dans l’univers
1-7
Les différentes unités de distance utilisées en astronomie
●
1. Le mètre (m) et le kilomètre (km)
●
2. L’unité astronomique (UA)
●
3. L’année – lumière (al)
●
4. Le parsec (pc)
Mesure des distances sur la Terre
Distance moyenne Terre-Soleil
● 1 UA = 1,496 1011 m
= 149,6 millions de km
Mesure des distances dans le système solaire
Distance parcourue par la lumière en une année
c = 299 792 458 m.s-1
● 1 al = 9,461 1015 m = 63 240 UA
= 9 461 milliards de km
Mesure des distances dans la Galaxie et l’univers
● 1 pc
= 3,086 1016 m = 206 254 UA = 3,26 al
= 30 860 milliards de km
Mesure des distances dans la Galaxie et l’univers
1-8
Echelle : 1 x 10
-1
m / 6.7 x 10
-13
UA / 1.1 x 10
-17
al
10 cm
Abeille
● Taille de l’image
10 cm x 10 cm
● Taille du carré central
1 cm x 1 cm
1-9
Echelle : 1 x 10
0
m / 6.7 x 10
-12
UA / 1.1 x 10
-16
al
1 m
Nénuphars
● Taille de l’image
1 m X 1m
● Taille du carré central
10 cm x 10 cm
1-10
Echelle : 1 x 10
+1
m / 6.7 x 10
-11
UA / 1.1 x 10
-15
al
10 m
Jardin public
● Taille de l’image
10 m X 10 m
● Taille du carré central
1mx1m
1-11
Echelle : 1 x 10
+2
m / 6.7 x 10
-10
UA / 1.1 x 10
-14
al
100 m
Jardin public
● Terrain de foot ~ 70 x 100 m
● Taille des plus grandes espèces
vivantes
1-12
Echelle : 1 x 10
+3
m / 6.7 x 10
-9
UA / 1.1 x 10
-13
al
1 km
Parc
● Altitude de 2 km
● Buttes-Chaumont =
0,6 km x 0,7 km
● Champ de Mars =
0,2 km x 0,9 km
● Parc de la Villette =
0,5 km x 0,9 km
1-13
Echelle : 1 x 10
+4
m / 6.7 x 10
-8
UA / 1.1 x 10
-12
al
10 km
San Fransisco
● Altitude de 20 km
● Porte de Bercy – Paris 12
= 10 km
● Paris intra-muros ~ 10 km x 12
km
1-14
Echelle : 1 x 10
+5
m / 6.7 x 10
-7
UA / 1.1 x 10
-11
al
100 km
Baie de San Francisco
● Altitude de 200 km
● Paris – Compiègne = 80 km
● Paris – Chartres = 90 km
1-15
Echelle : 1 x 10
+6
m / 6.7 x 10
-6
UA / 1.1 x 10
-10
al
1000 km
Californie
● Altitude de 2000 km
● Paris – Bruxelles = 300 km
● Paris – Genève = 540 km
● Paris – Barcelone = 1070 km
1-16
Echelle : 1 x 10
+7
m / 6.7 x 10
-5
UA / 1.1 x 10
-9
al
10 000 km
Amérique du Nord
et Amérique centrale
● Altitude de 20 000 km
● Rayon équatorial de la Terre =
6378 km
● courbure de la Terre
1-17
Echelle : 1 x 10
+8
m / 6.7 x 10
-4
UA / 1.1 x 10
-8
al
100 000 km
Terre
● Altitude de 200 000 km
● Orbite géostationnaire
= 36 000 km
● Distance Terre – Lune
= 384 400 km
● Rayon de la Lune
= 1 738 km
1-18
Echelle : 1 x 10
+9
m / 6.7 x 10
-3
UA / 1.1 x 10
-7
al
1 millions de km
La Terre et la Lune
● Rayon équatorial de la Terre =
6378 km
● Distance Terre – Lune = 384
400 km
● Distance Terre – Soleil = 149,6
millions de km
= 1 UA
1-19
Echelle : 1 x 10
+10
m / 6.7 x 10
-2
UA / 1.1 x 10
-6
al
10 millions de km
4 Jours....
● La Terre met 4 jours pour
parcourir cette portion de son
orbite autour du Soleil
● Rayon du Soleil = 696 000 km
~ 1,5 le carré central
● Distance Terre – Soleil
= 149,6 millions de km
= 1 UA
1-20
Echelle : 1 x 10
+11
m / 6.7 x 10
-1
UA / 1.1 x 10
-5
al
0,67 UA
Vénus, Terre et Mars
● La Terre met 6 semaines pour
parcourir cette portion de son orbite
autour du Soleil
● Distance Vénus–Soleil ~0,72 UA
● Distance Terre–Soleil ~1 UA
● Distance Mars-Soleil ~1,52 UA
● Voyage Terre → Mars ~ 6 mois
1-21
Echelle : 1 x 10
+12
m / 6.7 x 10
0
UA / 1.1 x 10
-4
al
6,7 UA
Orbite de Jupiter
● Distance Terre – Soleil ~ 1 UA
● Distance Mars - Soleil ~ 1,52
UA
● Distance Jupiter – Soleil ~
5,20 UA
1-22
Echelle : 1 x 10
+13
m / 6.7 x 10
+1
UA / 1.1 x 10
-3
al
67 UA
Le Système Solaire
● Distance Terre – Soleil ~ 1 UA
● Distance Mars - Soleil ~ 1,52
UA
● Distance Jupiter – Soleil ~
5,20 UA
● Distance Neptune – Soleil ~
30,1 UA
● Uniquement 4 sondes spatiales
(Pionner 10 et 11, et Voyager 1 et
2) ont dépassé l’orbite de
Neptune
● Ceinture de Kuiper ~ 30 – 50
UA
1-23
Echelle : 1 x 10
+14
m / 6.7 x 10
+2
UA / 1.1 x 10
-2
al
670 UA = 0,011 al
Le système Solaire
● La lumière met plus de 3 jours
pour traverser cette lumière
● Ceinture de Kuiper = 30 – 50
UA
1-24
Echelle : 1 x 10
+15
m / 6.7 x 10
+3
UA / 1.1 x 10
-1
al
6 700 UA = 0,11 al
Le Système Solaire
● La lumière met plus de 1 mois
pour traverser cette lumière
● Nuage de Oort de 10 000 à
150 000 UA
1-25
Echelle : 1 x 10
+16
m / 6.7 x 10
+4
UA / 1.1 x 10
0
al
67 000 UA = 1,1 al
L’espace interstellaire
● Nuage de Oort de 10 000 à
150 000 UA
● Etoile la plus proche (Proxima
du Centaure) = 270 000 UA =
4,23 al
● Vide !!!
1-26
Echelle : 1 x 10
+17
m / 6.7 x 10
+5
UA / 1.1 x 10
+1
al
11 al
Les étoiles les plus
proches
● Etoile la plus proche (Proxima
du Centaure) = 270 000 UA =
4,23 al
● Seulement 11 étoiles à moins
de 5 al du Soleil
1-27
Echelle : 1 x 10
+18
m / 6.7 x 10
+6
UA / 1.1 x 10
+2
al
110 al
Etoiles à moins de 50 AL
● Environ 1000 étoiles à cette
distance
1-28
Echelle : 1 x 10
+19
m / 6.7 x 10
+7
UA / 1.1 x 10
+3
al
1 100 al
A l’intérieur du disque
galactique
● Epaisseur du disque de notre
galaxie à la position du Soleil ~
3 000 al
● Distance Soleil – centre de la
galaxie ~ 30 000 al
1-29
Echelle : 1 x 10
+20
m / 6.7 x 10
+8
UA / 1.1 x 10
+4
al
11 000 al
Bras spiral de la galaxie
● Hors de la galaxie
● Épaisseur du disque de notre
galaxie à la position du Soleil ~
3 000 al
● Distance du Soleil au centre de
la galaxie = 30 000 al
1-30
Echelle : 1 x 10
+21
m / 6.7 x 10
+9
UA / 1.1 x 10
+5
al
110 000 al
La Voie Lactée
● Diamètre de la Voie Lactée ~
100 000 al
● Distance du Soleil au centre de
la galaxie ~ 30 000 al
● Période orbitale du Soleil
autour du centre galactique ~ 300
millions d’années  ~ 15 orbites
depuis sa naissance (4,5
milliards d’années)
1-31
Echelle : 1 x 10
+22
m / 6.7 x 10
+10
UA / 1.1 x 10
+6
al
1,1 millions d’al
Le groupe local
● La Voie Lactée est entourée de
plusieurs petites galaxies
satellites
● Grand nuage de Magellan situé
à 180 000 al
● Petit nuage de Magellan situé à
210 000 al
1-32
Echelle : 1 x 10
+23
m / 6.7 x 10
+11
UA / 1.1 x 10
+7
al
11 millions d’al
L’amas de la Vierge
● Les galaxies se rassemblent en
amas,..
● Galaxie d’Andromède située à
2,36 millions d’al.
● Diamètre du groupe local ~ 10
millions d’al.
1-33
Echelle : 1 x 10
+24
m / 6.7 x 10
+12
UA / 1.1 x 10
+8
al
110 millions d’al
Super-amas de galaxies
● Les galaxies se rassemblent en
amas et les amas en superamas…
1-34
Echelle : 1 x 10
+25
m / 6.7 x 10
+13
UA / 1.1 x 10
+9
al
1,1 milliards d’al
Les limites de notre
connaissance
● Les amas et super-amas de
galaxies semblent être répartis à
la surface de « bulles »...
1-35
1-36
Les étoiles proches
1-37
1-38
1-39
Notre galaxie = la Voie Lactée
1-40
La Voie Lactée et ses galaxies satelittes
1-41
L’environnement galactique proche
Notre galaxie appartient au Groupe (amas) Local
1-42
Le Groupe Local appartient au Super amas de la Vierge
1-43
1-44