Réaliser une maquette de la constellation d`Orion en

2nde
Thème : Univers
TP.1 : La constellation d’Orion
CORRECTION
But : Réaliser une maquette de la constellation d’Orion en trois dimensions (3D)

Supports utilisés :

Logiciel <<Stellarium >>

Deux supports munis de deux pinces et de deux noix.

Une tige en bois qui supporte une sphèr e, elle-même en bois, simulant le soleil.

Un écran cartonné faisant apparaître la constellation d’Orion.

8 fils reliant la tige en bois à l’écran cartonné, sur chacun desquels on peut faire glisser une perle colorée.

1 mètre-ruban.

I. Recherche documentaire.
Paroles d’un auteur inconnu au sujet d’Orion :
<< Cette constellation qui embellit nos nuits d’hiver, chasseur imaginaire accroché à la voute céleste, illuminé d’étoiles
disposées majestueusement dans le plan du ciel. >>
En vous aidant d’une recherche sur internet, répondre brièvement aux questions suivantes :
 Qu’est ce qu’une constellation ?



II. Le




Une constellation est un regroupement d’étoiles suivant une figure plus ou moins arbitraire.
Citer une autre constellation.
Constellation de la Grande Ourse, appelée aussi << le Grand chariot >> composée de sept étoiles dont deux
nous indique la direction de l’étoile polaire.
Les mêmes constellations sont-elles visibles toute l’année, la nuit par temps clair ? Pourquoi ?
Non, parce que la Terre tourne à la fois sur elle-même et autour du Soleil.
Exemple : la constellation d’Orion est visible l’hiver.
Quelle contradiction existe-t-il entre les paroles de l’auteur, données citées ci-dessus, et le but de ce TP ?
Si les étoiles de la constellation d’Orion sont situées dans un plan (citation de l’auteur), on ne peut pas en
faire une représentation en 3D.
logiciel << Stellarium >> pour visualiser la constellation d’Orion
Ouvrir le logiciel, à partir du raccourci présent sur le bureau.
En utilisant la touche F5, régler la date et l’heure de l’observation au 25/12/2009 à 23 h.
En utilisant la touche F3, rechercher la constellation d’Orion, et la centrer sur l’écran à l’aide d’un << cliquer-glisser >>
gauche de la souris et un zoom avec la molette.
Cliquer ensuite sur chacune des étoiles de la constellation et compléter les trois premières colonnes du tableau
ci-dessous, en or donnant de l’étoile la plus brillante à l’étoile la moins brillante.
Remarque :
Ces étoiles sont connues, soit par leur nom usuel, par exemple (Bételgeuse), soit par leur nom officiel constitué d’une
lettre grecque et de trois lettres représentant la constellation, par exemple (α-Ori). La lettre grecque indique la
brillance relative des étoiles les unes par rapport aux autres dans l’ordre de l’alphabet grec : , , , , , , , , ….
Nom usuel
Nom officiel
Distance S-E en
Année lumière (a.l)
427,47
772,88
Distance S-E en
mètre (m)
4,05.1018
7,32.1018
Bételgeuse
Rigel
α Ori
β Ori
Bellatrix
Mintaka
γ Ori
δ Ori
243,04
916,17
2,30.1018
8,69.1018
Alnilam
ε Ori
Alnitak
δ Ori
Saiph
κ Ori
Meissa
λ Ori
* S-E : Soleil-Etoile
1342,21
817,43
721,58
1055,52
12,7.1018
7,75.1018
6,84.1018
10,0.1018
Distance S-E sur
la maquette
42,7 cm
77,3 cm
24,3 cm
91,6 cm
134,2 cm
81,7 cm
72,2 cm
105,6 cm
Questions :
a) Quelle est l’unité utilisée pour définir ces distances ? Quelle définition peut-on en donner ?
L’unité utilisée est l’année-lumière (a.l). C’est l’unité astronomique correspondant à la distance parcourue par
la lumière en une année dans le vide (ou dans l’air).
b) Quelle est la valeur de la vitesse v (ou célérité c) de la lumière dans le vide (ou dans l’air) ?
v = c = 3,00.108 m.s-1
c) Convertir la durée Δt correspondant à une année en seconde (1 année = 365,25 jours).
Utiliser l’écriture scientifique, avec trois chiffres significatifs.
Δt = 365,25 x 24 x 3600 = 3,16.107 s
d) Calculer alors la valeur correspondant à une année-lumière (a.l) en kilomètres (km).
Sachant que la vitesse de la lumière est : c = 3,00.108 m.s-1
1 a.l = 3,00.108 x 3,16.1017 = 9,48.1015 m = 9,48.1012 km
e) Convertir enfin les distances Soleil -Etoile en mètres (m), en utilisant l’écriture scientifique et un nombr e raisonnable de
chiffres significatifs. Reporter ces valeurs dans la quatrième colonne du tableau.
Un exemple de conversion :
Pour Bételgeuse : 427,47 x 9,48.1015 = 4,05.1018 m
Voir tableau pour les autres étoiles.
III. Réalisation de la maquette 3D.
Questions :
a) Les étoiles de la constellation d’Orion sont-elles dans le même plan, comme le cite l’auteur inconnu ? Justifier.
Les étoiles constituant la constellation ne sont pas toutes à la même distance du soleil, elles ne peuvent donc
pas se trouver dans un même plan.
b) Qu’est-il possible de choisir pour que les perles représentant ces étoiles soient à des distances du Soleil (Sphère en
bois) proportionnelles à celles données dans la troisième colonne du tableau ? Préciser votre choix.
Il est nécessaire de choisir une échelle : 1 cm : 10 a.l
c) Calculer alors ces distances en cm, et compléter la cinquième colonne du tableau.
Un exemple : Bételgeuse
427,47 = 42,7 cm
10
Voir tableau pour les autres étoiles.
d) Pour chaque fil, placer la perle représentant chacune des étoiles à la distance correcte du soleil d’après les calculs qu i
précédent.
Rigel
Saiph
Soleil
Bellatrix
Bételgeuse
Alnitak
Meissa
Alnilam
Mintaka
e) Que peu-on en conclure ? (Disposition des étoiles, espace entre les étoiles, brillance en fonction de la distance à la Terre.
Les étoiles ne sont pas disposées dans un même plan. Elles sont très éloignées les unes des autres.
Ce n’est pas parce qu’une étoile brille beaucoup qu’elle est forcément plus près de nous (Bellatrix, qui est plus
près de nous, nous apparait moins brillante que Bételgeuse pourtant plus éloignée)
f) La constellation d’Orion est censée représenter un personnage de la mythologie grecque.
Préciser en quelques mots, en effectuant une recherche, de quel personnage s’agit -il ?
Il s’agit d’un chasseur géant, d’une grande habileté et d’une grande beauté.
Illustration ci-contre.