Thème : Observer - Ondes et matières – Ondes et particules Type de

Thème : Observer - Ondes et matières – Ondes et particules
Type de ressources : documentaires
Notions et contenus :
« Rayonnements dans l’Univers
Absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre.»
Compétence travaillée ou évaluée :
Extraire et exploiter des informations sur l’absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre et
ses conséquences sur l’observation des sources de rayonnements dans l’Univers.
Nature de l’activité :
analyser des informations
Résumé :
L’analyse de documents graphiques représentant l’absorption des rayonnements par l’atmosphère
terrestre permet de comprendre l’importance de l’observation spatiale de l’espace.
Un document sur la constellation d’Orion permet de découvrir les sources de rayonnements dans
l’univers et de faire un lien avec les graphiques précédents.
Mots clefs : Rayonnements; ondes ; absorption atmosphère terrestre, télescope, Orion
Académie où a été produite la ressource : TOULOUSE
Absorption de rayonnements par l’atmosphère terrestre.
Document 1 :
http://fr.wikipedia.org
Document 2 :
Les couleurs de L’univers, Yaël Nazé, BELIN POUR LA SCIENCE
Document 3 : Voir Orion (Les couleurs de L’univers, Yaël Nazé, BELIN POUR LA SCIENCE
Prenons une région de la voute céleste bien connue des
astronomes amateurs et des amoureux se retrouvant au clair de
Lune : Orion, le grand chasseur (fig.1).
Fig.1 La constellation d’Orion.
Fig.2 Orion dans le
domaine du visible.
Fig.3 Orion dans les
rayons X, à la même
échelle que la fig.2
Fig.4 Composite
d’images IR =12, 60 et
100µm
Fig.5 Image radio
montrant la signature
d’un bremmstrahlung,
lié à la présence
d’hydrogène ionisé
(1380MHz) Composite
d’images IR =12, 60 et
un 100µm
pied et sa fameuse
En lumière visible (fig.2), le géant montre ses épaules, deux genoux,
ceinture constituée de trois étoiles parfaitement alignées, à laquelle pend son épée. Une de ses
épaules correspond à une étoile géante rouge (donc froide), Bételgeuse, et un genou à une
étoile bleue (donc chaude) Rigel. La célèbre nébuleuse d’Orion orne l’épée du chasseur, et elle
est même visible à l’œil nu.
En ultraviolet (UV), seules les étoiles les plus chaudes brillent d’un insoutenable éclat :
Bételgeuse, elle, devient ici totalement invisible, tandis que Rigel illumine le voisinage.
L’image obtenue dans les rayons X (fig.3) nous semble à la fois étrange et familière : un joli coin
du ciel, certes, mais est-ce vraiment le chasseur ? On peut à peine distinguer le triplé de la
ceinture ! Sirius, si brillante dans le domaine du visible, domine toujours la constellation du
grand chien…mais il s’agit d’un trompe-l’œil : ce n’est pas la même chose qui brille ! Sirius
comporte en fait deux objets ; l’un, une étoile ordinaire deux fois plus massive que le soleil, se
dévoile dans le visible ; l’autre une naine blanche assure le spectacle dans les rayons X. Les
autres objets du ciel X sont plus difficiles à identifier : binaires X, variables
cataclysmiques…génèrent un intense rayonnement X, mais assez peu de photons de basse
énergie.
De l’autre côté du spectre, en infrarouge (fig.4), c’est la poussière qui se montre. Au cœur de la
nébuleuse d’Orion naissent en ce moment des milliers d’étoiles, et leur lumière réchauffe le
cocon de gaz et de poussières qui les entoure dont elles sont issues. Ce cocon n’atteint pas
des températures très élevées, tout au plus quelques centaines de degrés, mais qui lui
permettent toutefois d’émettre de grandes quantités de rayonnement infrarouge.
Enfin, aux longueurs d’onde radio (fig. 5), on découvre notamment la distribution de
l’hydrogène froid dans la région, mais aucune étoile ! On le voit immédiatement, l’Univers
montre un tout autre visage selon la longueur d’onde à laquelle il est observé, et c’est pourquoi
les nouvelles astronomies connaissent aujourd’hui un tel engouement.
Pistes :
A partir du document, pour chaque type de rayonnement provenant de l’espace (rayons
gamma, rayons X, infrarouge, visible, ultraviolet, ondes radio) indiquer et justifier la
position du « télescope » pour qu’il puisse les détecter. (doc1)
A partir des documents, indiquer l’influence de l’épaisseur de l’atmosphère. (doc2)
identifier quelques sources de rayonnement dans l’univers.(doc3)
Ces images, peuvent-elles être prises au niveau du sol terrestre ? (doc 1 et 3)