Découverte des métiers- Fiche professeur Niveau : 3ème Sciences et métiers Nom du métier : Astronome Disciplines concernées : Mathématiques et Physique Objectif général : démontrer par une méthode physique l’existence d’objets célestes extérieurs à notre Galaxie ( Messier 31 par exemple). Objectifs pédagogiques : Dans la compétence 1 : (pour ceux qui feraient une présentation à l’oral) Dire : -Développer de façon suivie un propos en public sur un sujet déterminé Dans la compétence 3 : Pratiquer une démarche scientifique. Résoudre un problème : -Rechercher, extraire l’information utile -Mesurer, calculer -Raisonner, argumenter -Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus à l’aide d’un langage adapté. Savoir utiliser des connaissances et des compétences mathématiques : - Nombres et calculs : traduire les données d’un exercice à l’aide de nombres relatif, comparer des nombres. - Organisation et gestion de données : lire et relever des données présentées de graphiques - Grandeurs et mesures : effectuer des conversions d’unités relatives aux grandeurs étudiées Savoir utiliser des connaissances dans divers domaines scientifiques -Mobiliser ses connaissances pour comprendre des questions liées à L’Univers Dans la compétence 7 : - Se familiariser avec l’environnement économique, les entreprises, les métiers de secteurs et de niveaux de qualification variés - Connaître les parcours de formation correspondant à ces métiers et les possibilités de s’y intégrer Méthode et déroulement des activités : après une lecture de la mission en classe entière, le professeur devra certainement expliciter les notions de magnitudes ainsi que les unités de distances dans l’Univers. Le document ressource n°5 doit faire l’objet d’une photocopie pour un relevé de coordonnées graphiques. Les élèves par groupe effectuent les 4 questions posées et réfléchissent ensemble à une présentation au tableau pour leur camarade. Ils doivent ensuite déterminer quel astronome il incarne à partir de l’intitulé de la mission et du document ressource 2. Ils pourront s’ils le souhaitent projeter des photos de galaxies appartenant au groupe local ( document ressource 6 ). Nota Bene : les élèves doivent disposer d’une règle, d’une calculatrice et éventuellement d’un accès à un poste informatique. Travail de l’élève : à partir des documents ressources, l’élève effectue les 4 questions de l’activité. Il pourra travailler en groupe et présentera ses résultats au tableau à la manière d’une « conférence ». Le professeur pourra fournir des indications sur le type de présentation voulue. Eléments de réponses : les réponses aux questions de l’activité 1/ Les magnitudes imaginées par les astronomes grecs de l'Antiquité (on parlait alors de "grandeur") était un classement (1-> étoile très brillante, 2-> étoile un peu moins brillante, …); la définition rigoureuse de la magnitude donnée au 19ème siècle a respecté ce caractère. Vega est plus brillante que Deneb. 2/ m-M=19,8-(-4,7)=24,5 Le graphique donne alors: d = 7,7 x 105 pc = 2,3 x 1019 km = 2,3 x 106 a-l Sur le document ressource 6, on vérifie que M31 (galaxie d’Andromède) est bien à deux millions d'années-lumière environ de la Voie Lactée (notre Galaxie). 3/ La distance de la galaxie d'Andromède (dans laquelle se trouve l'étoile dont on a calculé la distance au 2/) est très supérieure au diamètre de notre Galaxie (document ressource 3: 100 000 a-l), donc c'est un système d'étoiles extérieur à notre Galaxie, c'est une autre galaxie. 4/ On trouve dans le Groupe Local de galaxies (environnement galactique de la Voie Lactée): • la galaxie d'Andromède (M31) et ses deux galaxies satellites M32 et M110 • La galaxie du Triangle (M33) • D'autres galaxies plus petites (NGC 185, 147, 3109, …) • Des galaxies naines ( Dwarf) Formation ou Evaluation collégiale (indicateurs de réussite) : Pré requis: Savoir maîtriser la notation scientifique et les puissances de 10. Avoir compris que la magnitude permet d’évaluer la luminosité d’une étoile Savoir effectuer des conversions d’unités ( de parsec, en kilomètre puis en années-lumière ) Savoir relever une coordonnée sur un graphique d’une fonction non linéaire Savoir comparer des nombres Prolongements possibles : analyser le document ressource 6 du Groupe Local faisant apparaître une quarantaine de galaxies dont la nôtre. Retours d’expérimentation : - de professeurs, copies d’élèves ou diaporamas…. Témoignages : Appréciations de scientifiques de l’institut d’astrophysique de Paris Florence DURRET (astronome à l'IAP): Elisabeth VANGIONI, ingénieur de Recherche à l'IAP: Excellent exercice astrophysique qui correspond bien au niveau