A 3. I) Le ciel et l'univers (Hervé Cottin) 1h30. II) L'exploration du Système Solaire PLAN. II) Lumière et observations. V )Vie et mort des étoiles

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1 I) Le ciel et l'univers (Hervé Cottin) 1h30 II) L'exploration du Système Solaire (Hervé Cottin) 4h30 A 3 PLAN II) Lumière et observations (Antoine Jolly) 4h30 - Le ciel à différentes longueur d'onde - télescope spatiaux et terrestres - Corps noir et spectres de raies classification des étoiles - Flux, magnitude et luminosité des étoiles- diagramme de Hertzsprung-Russel V )Vie et mort des étoiles (Antoine Jolly) - 4h30 V) Origine de la vie sur la Terre / (Hervé Cottin) 3h La vie ailleurs que sur la Terre? Cours : 18 h / TD : 9 h / TP : 1h30

2 Lumière et Observation Le ciel à différentes longueur d'onde D ou viennent nos connaissances en astrophysique? 1) Le rayonnement électromagnétique 2) Les corps solides (météorites) 3) Le rayonnement cosmique 4) Les neutrinos 5) Le rayonnement gravitationnel Les informations en astrophysique proviennent en quasi-totalité de la «lumière».

3 On peut imaginer déterminer la forme des étoiles, leurs distances, leurs tailles et leurs mouvements; mais il n y a aucun moyen envisageable qui nous permettrait un jour de déterminer leur composition chimique, leur structure minéralogique ou la nature des organismes vivants qui vivent à leur surfaces. Nos connaissances concernant les étoiles sont nécessairement limitées à leur comportement géométrique et mécanique Auguste Comte (1830), philosophe français C'est alors que commença l'astropysique...

4 Le téléscope de Herschel en 1798 Découverte par William Herschell : de la planète Uranus (1781) de deux de ses satellites Titania et Obéron (1787) des satellites Mimas et Encélade de Saturne (1789) William Herschell ( ) : astronome anglais d'origine allemande Miroir de 40 pouces (1m22)

5 Le domaine visible

6 La découverte de l infrarouge (1800) C'est un peu par hasard, en posant son thermomètre en dehors de la lumière, que William Herschel remarqua que c'était en dehors du spectre visible que le réchauffement des objets était le plus conséquent. Il nomma tout d'abord cette radiation invisible "rayon calorifique". Aujourd'hui, nous appelons ce rayonnement naturel l'infrarouge.

7 Le spectre électromagnétique

8 Quel domaine du spectre électromagnétique peuton observer depuis la terre? Transmission atmosphérique

9 Téléscope spatiaux et terrestres. Comment capter les photons dans les différents domaines de longueur d onde? On dispose de téléscopes.. sur s terre en orbite terrestre sur des sondes spatiales

10 ..sur terre Observation depuis la terre : Désavantage : perturbation atmosphérique, mauvaise transmission à certaines longueurs d onde. Avantage : Plus faible coût, intervention facile, innovation...; Utilise t on encore des télescopes sur terre?

11 Le VLT de l ESO au Chili (1999-)..sur terre Observation dans le visible et certaines zones de l Infrarouge. L interférometrie permet de combiner le signal de plusieurs téléscopes pour améliorer la qualité des observations 4 Miroir de 8 m (200 m en combiné)

12 La découverte de la radioastronomie..sur terre Karl Jansky, 1933, ingénieur Bell Telephone Période du signal: 23h56 =1 jour sidéral!!

13 Les radiotélescopes?..sur terre Antenne de 300 m de diamètre Arecibo (Puerto Rico) (1963) Programme SETI 27 antennes de 25 m de diamètre VLA (Nouveau Mexique) (1975). Résolution équivalente d'une antenne de 36 km de diamètre.

14 Construction : antennes de 12 m de diamètre Domaine radio mm : GHz THE ATACAMA LARGE MILLIMETER ARRAY..sur terre

15 Premières images d ALMA en 2008 montrant la température à la surface de la lune..sur terre

16 Observation en orbite terrestre..en orbite terrestre Avantage : accès à toutes les longueurs d onde et aucune perturbation atmosphérique. Désavantage: Taille du miroir limité, nombre et taille des instruments limités. Intervention, réparation exceptionelle! Hubble Space Telescope ( XX) Miroir de 2,4 m

17 Les autres télescopes satellites: Visible Infrarouge..en orbite terrestre (IRAS 1984, ISO 1995, Spitzer 2003.) Spitzer en construction

18 Que voit on dans l infrarouge?..en orbite terrestre..des poussières, ou les zones froides de l univers, c est à dire tout sauf les étoiles Beta-Pictoris (IRAS 1984))

19 ..en orbite terrestre Le prochain télescope satellite? Herschell : Infrarouge Le télescope spatial Herschel devrait être envoyé par l'esa en Son but scientifique est de faire des observations astronomiques dans les domaines de l'infrarouge lointain et du submillimétrique, a partir de 50 µm. Il possède un miroir de 3,5 m de diamètre. Il sera refroidi à -271 C. (2 au dessus du zéro absolu)

20 Observation à partir de sondes spatiales? Spectromètre infrarouge IRIS (pour la mesure de la température, de la pression et de la composition de l'atmosphère, ainsi que pour l'étude des différents constituants de la surface) La grande tempête de poussière Sonde Mariner 9 : Nirgal Vallis Olympus Mons Première mise en orbite autour d une autre planète : Mars (1971)

21 1970 : La sonde Venera 7 se pose sur Venus 1976 : La sonde Viking se pose sur Mars Première photo de la surface de Mars 1995 : Mise en orbite autour de Jupiter (sonde Galileo) 2004 : Mise en orbite autour de Saturne (sonde Cassini). 2005: Le module Huygens se pose sur Titan Première photo de la surface de Titan

22 Les sondes interplanétaires? Première exploration complète des planètes géantes : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune Pionner 10 et 12 (1972,1973) Voyager 1 et 2 ( ) Voyager 2 atteint Uranus en 1986 et Neptune en 1989

23 Messages placés sur les sondes interplanétaires Pioneer 10 et 11, parties respectivement en 1972 et 1973.

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25 Les missions spatiales en cours? ( )

26 Les missions spatiales en cours? La sonde Rosetta (ESA) a pour objectif l'étude de la comète Churyumov Gerasimenko avec laquelle la sonde a rendez-vous en Août Après une période pendant laquelle sera réalisée une cartographie de l'astre par le satellite principal (orbiteur), suivra une phase d'observation rapprochée avec notamment l'envoi d'un module (atterrisseur) à la surface de la comète.

27 L exploration de Mars continue : Mars Reconnaissance Orbiter, Phoenix, MSL 09