Activité 1: activité documentaire

 Activité 1: activité documentaire
Objectifs :
Connaissances travaillées :
- Décrire la structure de l’Univers et du système solaire.
- Différentier Galaxies, évolution de l’Univers, formation du système solaire, âges géologiques.
Compétences évaluées :
- Exploiter un document sous différente forme.
- Maitriser les différentes échelles de structuration de l’Univers.
- Dégager une conclusion des interprétations.
La formation du système solaire
Au départ, il y a environ 10 milliards d’années, ce
qui deviendra un jour le système solaire n’est
qu’une fraction minuscule d’un gigantesque nuage
d’hydrogène et d’hélium qui poursuit son ballet
autour du centre galactique.
Au fur et à mesure que le temps passe, ce nuage se
contracte doucement et s’enrichit en éléments
plus lourds lors de l’explosion d’étoiles massives
aux alentours, ce qui explique que l’abondance
actuelle d’éléments lourds est de l’ordre de 2 pour
cent.
Finalement, il y a 4,6 milliards d’années, sous
l’effet d’une force phénoménale, ce nuage
s’effondre sur lui-même et se fragmente en une
série de nuages de dimension plus réduite dont l’un
deviendra le système solaire avec autour un disque
protoplanétaire.
http://www.astronomes.com/
Document
1
De façon schématique, le système solaire est divisé entre le Soleil, quatre planètes telluriques
internes, une ceinture d'astéroïdes composée de petits corps rocheux, quatre géantes gazeuses
externes et une seconde ceinture appelée ceinture de Kuiper, composée d'objets glacés. Au-delà
de cette ceinture se trouve un disque d'objets épars, l'héliopause et, selon la théorie avancée par
Jan Oort, le nuage d'Oort
Document
2
L’Univers est né il y a 13,5 milliard d’années (Ma)
lors d’une sorte de grande explosion appelée, Big
Bang. A ce moment là, l’Univers est des milliards
de fois plus petit qu'un atome, super chaud. Puis
il gonfle démesurément, on dit qu’il est en
expansion, en moins d’une seconde et sa
température chute à 1300 °C , ce qui permet
l’apparition de l’hydrogène. Au bout de 3 minutes
; la taille de notre Univers atteint quelques
centaines d’années-lumière et sa température
est de 330°C. Entre 20 minutes et 380000 ans,
l’Univers poursuit son expansion et son
refroidissement, les filaments de matières
donnant naissances aux futures protogalaxies et
protoamas de galaxies.
De 100 à 200 millions d’années : formation des
premières galaxies, puis des collisions entre
galaxies sont très nombreuses. Dans les galaxies,
de très nombreuses nébuleuses vont données
naissances aux premières générations d’étoiles.
Une nébuleuse est un nuage de gaz et de
poussière, souvent coloré de rouge ou de bleu.
Elles brillent souvent lorsqu'elles sont proches
d'une étoile dont le rayonnement excite le gaz
comme le fait une lampe au néon.
Les galaxies contiennent plusieurs dizaines ou
centaines de milliards d'étoiles comme le Soleil
et toute cette masse attire les galaxies voisines.
Elles se rassemblent en général pour former des
amas de galaxies et même parfois des amas
d'amas de galaxies qu'on appelle des superamas
de galaxies.
L’Univers continue toujours son expansion et
plusieurs théories (Big Bounce, Big Rip, Big
Crunch) s’affrontent sur le devenir de l’Univers.
Amas de galaxies
Les nébuleuses : les pouponnières d’étoiles
D’après David ELBRAZ, cea saclay
Document
3

La
Voie lactée
ou la
Galaxie
est
« notre » galaxie, c'est-à-dire celle dans laquelle
se situe le Système solaire. Elle est partiellement
visible dans de bonnes conditions d’observation
sous la forme d’une bande plus claire dans le ciel
nocturne. Comme nous sommes en son sein, et
plus précisément à sa périphérie, il est difficile
de connaître sa forme exacte, mais on sait qu’il
s’agit d’une galaxie spirale barrée d’après les
dernières découvertes.
Sa forme générale est un disque de plus de
100 000 années-lumière (al) de diamètre
comportant un bulbe central, lui-même entouré
d’un halo sphérique. Elle contient, selon les
derniers relevés du télescope spatial Kepler,
entre 200 et 400 milliards d’étoiles, dont le
Soleil. Compte tenu de la position très excentrée
du Système solaire, les étoiles de notre galaxie
les plus éloignées sont distantes d’environ
78 000 al, alors que l’étoile la plus proche du
Soleil, Proxima Centauri, se trouve à 4,22 al.
La dénomination « voie lactée » désignait
d’abord uniquement la partie observable à l’œil
nu de notre galaxie qui crée la bande blanchâtre
tracée dans le ciel nocturne par le disque
galactique, mais elle est maintenant
fréquemment utilisée pour désigner toute notre
galaxie.
Document
4
La formation des planètes
Dans le disque protoplanétaire, les atomes
s’agglomèrent au fur et à mesure de leurs rencontres
pour devenir des poussières. Celles-ci se regroupent
elles-mêmes pour former des petits corps appelés
planétésimaux. Cette étape dure quelques millions
d’années.
Du fait de la turbulence dans le disque, des
fluctuations de densité apparaissent et évoluent pour
aboutir à des corps de grande dimension, dans un
processus appelé l’accrétion. Ces corps continuent à
capturer les planétésimaux qu’ils trouvent sur leur
chemin et atteignent finalement le stade de planète.
La principale phase d’accrétion se termine il y environ
4,4 milliards d’années, même si d’intenses
bombardements se poursuivent encore pendant un
milliard d’années.
L’aspect final des planètes dépend de la distance au
Soleil. Près de celui-ci, les éléments légers reçoivent
beaucoup d’énergie et sont trop chauds pour se
condenser. Le matériau qui constitue ces planètes est
donc riche en éléments lourds, tels le fer ou le
silicium, ce qui explique leur forte densité.
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Disque protoplanétaire de l’étoile HL Tauri .
L’image a été prise par l’observatoire ALMA.
Dans le disque qui s’est formé autour de
l’étoile centrale, les particules de poussière
interagissent et fusionnent pour former des
corps de plus en plus grands qui deviendront
astéroïdes, comètes et planètes.
Crédit : ALMA ESO/NAOJ/NRAO)
Document
5
1) A l’aide des différents documents, décrivez en quelques phrases :
- la structure de l’Univers et du système solaire.
- La formation du système solaire et l’évolution de l’Univers
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2) Réaliser un organigramme classant les objets célestes par taille décroissante.
Question
Bilan
C
ompétence
s
évaluées
D1 Com 2
:
Exploiter un document sous différente
forme.
1
D4 Ana 5
:
Dégager une conclusion des
interprétations
1
D5 Rep 2
:
Maitriser les différentes échelles de
structuration de l’Univers
2