Les étoiles vues de la Terre 2 (fiche réponses)
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Fiche réponses LES ETOILES VUES DE LA TERRE En avant pour les questions 1. Quelle est l’étoile la plus proche de nous ? C’est notre Soleil. 2. Il ne faut jamais observer le Soleil dans un instrument. Pourquoi ? L’intensité des rayons lumineux concentrés par l’optique de l’instrument brûle instantanément la rétine de l’œil entrainant une cécité qui peut être définitive. Cela peut aussi endommager l’optique de l’instrument. 3. Les étoiles bleues sont-elles : - plus froides ou plus chaudes que le Soleil ? Plus chaude Plus jeunes ou plus vieilles que le Soleil ? Plus jeune 4. Expliquer pourquoi l’étoile polaire garde une position fixe dans le ciel. Cela est du au fait que, actuellement, l’étoile polaire est pratiquement dans le prolongement de l’axe de rotation de la Terre. Voir aussi les explications sur le site du CLEA (comité de liaison enseignants astronomes) http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/html/Rotation/RotationEnBref.html. Les sites de l’imcce ou de l’Observatoire de Paris apportent aussi des éléments très intéressants. Remarque : On précise ‘actuellement’ car l’axe de rotation bascule lentement comme l’axe d’une toupie et ne pointe donc pas toujours vers la même direction. Voir à ce sujet le mouvement de précession des équinoxes. Le mouvement apparent des étoiles suivant les saisons Si on observe à différentes époques de l'année, à la même heure, le ciel étoilé, les étoiles ne sont pas à la même place et on s'aperçoit que certaines constellations ont disparu au profit de nouvelles. Au cours de l’année la Terre fait une révolution autour du Soleil. Cette révolution de la Terre autour du soleil est à l'origine du déplacement apparent des constellations au cours des saisons. Des informations complémentaires ou des petites animations sont proposées sur le site de la main à la pâte : http://www.lamap.fr/ Quelques questions plus difficiles La distance séparant Sirius de la Terre est de 8,5 années de lumière. Cela veut dire que la lumière venant de Sirius a mis 8,5 années à nous parvenir. Dans l’espace vide entre Sirius et la Terre la vitesse de la lumière est de 300 000 kilomètres par seconde. 5. Calculer la distance Terre Sirius en kilomètres. La distance est de 8,5 années de lumière. Calcul de la distance en km : c’est la vitesse v de la lumière multipliée par le temps t mis par la lumière pour parcourir cette distance. d = v x t le temps de 8,5 ans doit être converti en secondes soit d = 300 000 x 8,5 x 365 x 24 x 3600 soit environ 80 mille milliards de km. En astronomie on considère que c’est une étoile proche ! Les étoiles vues de la Terre Page 1 sur 2 Fiche Réponses 11 6. Vérifier que la parallaxe de Sirius est de 0,38 seconde d’arc. un angle de 1 degré vaut 3600 secondes d’arc) La parallaxe correspond à l’angle α/2 du schéma. Sin(α/2) = d/D soit en prenant toutes les distances en km, 150 millions à diviser par 80 mille milliards. On obtient un angle de 1,06 x 10-4 degré soit en divisant par 3600 un angle de 0,38’’. (Rappel : Sirius α/2 D=8,5 al Soleil d=1 UA Terre Le coin des curieux - - - Quelle est la couleur de : Bételgeuse ? Rouge Antarès ? Rouge Deneb ? C’est une super géante bleue mais avec ses 8500 degrés de température de surface elle paraît plutôt blanc jaune. Elle brille 60 000 fois plus que le Soleil mais elle est très loin et sa parallaxe ne peut pas être déterminée avec précision. A quelle distance de la Terre se trouve l’étoile polaire ? 460 années-lumière. Quel est le nom du satellite de l’ESA qui devrait battre les records d’Hipparcos en 2011 ? c’est le satellite Gaïa Vingt-deux ans après Hipparcos, première mission d’astrométrie spatiale, le satellite Gaia devrait être lancé en 2011. Il permettra d’atteindre une précision sans précédent sur les mesures d’angle : 10 microsecondes de degré (100 fois mieux qu’Hipparcos). Gaia observera en outre les vitesses radiales des étoiles et leurs luminosités dans plusieurs gammes de couleur. C’est un projet majeur de l’Agence Spatiale Européenne, auquel le GEPI (laboratoire Galaxies, Étoiles, Physique et Instrumentation) apporte une contribution importante. Rechercher ce qu’on appelle une céphéide ? Pourquoi est-elle utile pour déterminer des distances lointaines ? Les étoiles céphéides sont des étoiles dont l'éclat varie périodiquement au cours du temps, typiquement en quelques jours. Ce sont des étoiles géantes, très brillantes. On peut les voir de loin, on parvient même à les distinguer dans d'autres galaxies que la nôtre. Les céphéides ont une particularité intéressante découverte par Henrietta Leavitt: la période de variation de leur éclat dépend directement de leur luminosité. Cette particularité en fait d'excellentes balises pour mesurer les distances dans l'univers. En effet, en mesurant la période de variation de leur éclat, on déduit leur luminosité absolue (c'est à dire la quantité d'énergie qu'elles émettent sous forme de lumière). En mesurant par ailleurs leur éclat apparent (c'est à dire l'énergie lumineuse qu'on reçoit sur Terre), et en sachant comment l'éclat d'une étoile diminue avec le chemin parcouru par la lumière, on en déduit la distance de l'étoile. Grâce aux céphéides observées dans d'autres galaxies, on a pu faire les premières mesures (au début du vingtième siècle) de la distance des galaxies. Ces distances se sont révélées très grandes et l’univers nous est alors apparu immense. Les étoiles vues de la Terre Page 2 sur 2 Fiche Réponses 11
