L`astronomie

L'astronomie
Définition : l'astronomie étudie l'origine, l'évolution et les propriétés physiques et chimiques des corps célestes appelés
astres (étoiles, planètes, astéroïdes, comètes)
Les astres
Étoiles et amas stellaires
Système solaire et planètes
Satellites
Astéroïdes, comètes...
Constituées principalement de
gaz (90%) brûlant à très
haute température
Le Soleil est l'étoile la +
proche de la Terre, son diamètre est 109 fois celui de la
Terre, sa température en surface est 6*103°. Elle est située
à 150*106km de la Terre.
Les amas stellaires sont des
groupes d'étoiles ayant le
même âge, la même composition chimique, et sont liées
entre elles par gravitation.
Les constellations sont des
figures imaginaires, créées
par l'homme (ex: zodiaque)
entre des étoiles parfois extrêmement éloignées les unes
des autres.
Le système solaire est constitué
du Soleil, des planètes (masse
de 5*1020kg, 800km de diamètre)
qui gravitent autour, de lunes
(satellites gravitant autour d'une
planète),
astéroïdes
et
comètes.
Le système solaire comprend
donc 8 planètes en orbite
autour du Soleil :
• planètes
telluriques
:
constituées essentiellement de
roches, proches de Soleil, de
petite taille et de faible masse ;
Mercure, Vénus, Terre, Mars
• planètes composées de gaz
et glaces : éloignées du Soleil,
massives et volumineuses ;
Jupiter, Neptune, Saturne, Uranus (les planètes géantes)
Objet qui se déplace en
orbite autour d'un autre,
il est dit naturel s'il c'est
un corps céleste, et artificiel s'il est placé par
l'homme (ex : satellites
de télécommunication)
Astéroïde : astre constitué
essentiellement de roches, de
taille variable, gravitant autour
du Soleil
Comète : astre brillant composé de 3 parties, un noyau
(boule de neige poussiéreuse),
Galaxie
la chevelure (halo autour du
noyau), la queue (provoquée
Vaste ensemble d'étoiles, par les vents)
d'amas, de matières en
interaction. Elles sont Météorite : fragment d'astéclassées selon leur forme roïde ou de comète circulant
(ex : la Voie lactée, com- dans l'espace
prenant
le
système
solaire, est en forme de
spirale)
Repérage dans l'espace
Verticale et horizontale
La verticale en un lieu est donné par la chute d'un corps lâché sans
vitesse initiale. On utilise le fil à plomb. Les verticales convergent en
un point : le centre de la Terre.
L'horizontale est donnée par la surface libre d'un liquide au repos disposé dans un récipient. On utilise le niveau à bulle. L'horizontale est
la tangente au lieu.
Repérage sur Terre
Un lieu sur Terre est repéré à l'aide de coordonnées géographiques
sphériques : la latitude et la longitude, correspondant à des
mesures d'angles.
• Méridiens et longitude :
les méridiens sont des lignes imaginaires reliant les pôles, le méridien
origine est celui de Greenwich
→ la longitude d'un lieu correspond à l'angle entre le méridien origine
et le méridien du lieu
→ les longitudes varient de 0° à 180° vers l'Est et vers l'Ouest
• Parallèles et latitude :
les parallèles sont les lignes imaginaires parallèles à l'équateur
→ la latitude d'un lieu correspond à l'angle entre le plan de l'équateur
et le rayon passant par ce lieu
• Tropiques et cercles polaires :
→ les tropiques sont des parallèles situés à à une latitude de 29°27',
angle correspondant à l'inclinaison de la Terre par rapport au plan de
l'écliptique (axe nord-sud et perpendiculaire au plan de l'écliptique)
→ un observateur se trouvant sur un tropique peut observer le Soleil
au Zénith (point imaginaire situé à la verticale d'un observateur) ; tropique du cancer zénith le 21 juin et tropique du capricorne le 21
décembre
→ les cercles polaires se situent à une latitude de 90°-23°27' ; le soleil
peut y occuper tout l'horizon (d'où des jours et nuits pouvant durer +
de 24h en fonction des saisons)
Boussole et champ magnétique
La boussole est un instrument permettant de repérer les 4 points
cardinaux ; l'aiguille aimantée tourne librement, attirée par le champ
magnétique terrestre. Il existe un décalage de 11,5° entre le Nord
magnétique de la boussole et le Nord géographique.
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Les mouvements de la Terre
Révolution de la Terre autour du Soleil
La Terre décrit une trajectoire quasi elliptique : le plan de
cette orbite est appelé plan de l'écliptique ; à la distance la
+ éloignée du Soleil, l'aphélie, la vitesse de révolution est plus
lente qu'au périhélie. Ce phénomène explique la durée des
saisons mais pas les saisons elles-mêmes, puisque c'est en
hiver dans l'hémisphère nord que la distance Terre-Soleil est la
plus courte.
Rotation de la Terre sur elle-même
La Terre tourne sur elle-même en sens inverse des aiguilles
d'une montre en 23 h 56 mn 4 s ; l'axe des pôles est incliné de
23° par rapport au plan de l'écliptique.
Cette rotation explique l'alternance jour/nuit ; l'inclinaison
explique la durée des jours et des nuits et de l'ensoleillement
arrivant sur Terre et ainsi, les saisons.
Une équinoxe se produit lorsque le Soleil passe par uen des
deux intersections entre l'écliptique et le plan équatorial :
Conséquences des mouvements de la Terre
• Variation des durées jour / nuit :
la Terre tourne sur elle-même, provoquant l'alternance
jour/nuit ainsi que la course apparente du Soleil
• → en été dans l'hémisphère Nord le Soleil se lève plutôt vers
le Nord-Est et disparaît vers le Nord-Ouest ; en hiver il apparaît plutôt au SE et disparaît vers le SO
→ aux solstices les courses du soleil sont la plus petite de l'an née (hiver) et la plus longue de l'année (hiver)
• Saisons :
dues à l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre et à la révolution de la Terre autour du Soleil ; les rayons du Soleil arrivent
différemment sur Terre, les saisons sont inverses dans les 2
hémisphères ; en hiver les rayons du Soleil forment un angle +
important avec la verticale du lieu, chauffant une surface au
sol plus vaste, le soleil est bas dans le ciel et les rayons
solaires traversent une épaisse couche d’atmosphère où ils
sont absorbés ; dispersés ils chauffent peu le sol
• mouvement apparent des étoiles :
la rotation de la Terre sur elle-même ainsi que sa révolution
autour du Soleil expliquent que l'on ne retrouve pas une étoile
donnée chaque jour à la même place.
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La Lune
Satellite naturel de la Terre, de diamètre 3,7 fois plus petit que la Terre ; le rayon de son orbite est de 384 000 km
Révolution de la Lune et phases
La Lune n'est pas lumineuse par elle-même: comme les planètes, elle diffuse la lumière qu'elle reçoit du Soleil. Elle possède donc à chaque instant une face éclairée, tournée vers le
Soleil, et une face obscure. C'est la position relative de l'observateur terrestre par rapport à la Lune et au Soleil qui provoque
les phases.
Il se passe 29,5 jours entre chaque nouvelle Lune, c'est une
lunaison, ou mois lunaire.
La Nouvelle Lune étant située dans la direction du Soleil, elle se
lève avec lui et se couche avec lui: elle est donc au-dessus de
l'horizon, mais inobservable, pendant le jour.
De jour en jour la Lune s'écarte du Soleil: elle se lève de plus
en plus tard. Au premier quartier, sa direction est perpendiculaire à celle du Soleil, et son lever s'effectue aux alentours de
midi; elle culmine au moment où le Soleil se couche et se
couche elle-même vers minuit.
Rotation de la Lune sur elle-même et face cachée
La révolution de la Lune sur elle-même et autour de la Terre est
identique ; son axe de rotation est quasi perpendiculaire à son
plan de rotation, toute une face de la Lune est cachée, on n'en
voit toujours que la même face.
Les éclipses
• L'éclipse :
passage d'un astre dans l'ombre ou la pénombre projetée par
un autre astre ; ombre → éclipse totale / pénombre → éclipse
partielle
• Éclipses de Lune :
les 3 astres sont alignés ; la Lune traverse le cône d'ombre de
la Terre ; l'orbite de la Lune est inclinée de 5° du plan de
l'écliptique il n'y a pas éclipse à chaque pleine Lune.
• Éclipses de Soleil :
les 3 astres sont alignés ; en fonction du diamètre apparent
(angle sous lequel est vu le Soleil ou la Lune depuis la Terre)
du Soleil et de la Lune, on assiste à une éclipse totale ou
annulaire
Questions d'entrainement :
A quelle phase de la Lune peut on observer une éclipse de Lune ? Une éclipse de Soleil ?
Expliquez les différentes phases d'une lunaison en vous appuyant sur un schéma.
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