Chapitre 1 : ASTRONOMIE Définition d un astre : corps célestes, incluant les étoiles, les planètes, les satellites, les comètes et les astéroïdes. Il s'agit de tout objet céleste naturel visible. I- Le système solaire 1-La composition du système solaire Le système solaire est constitué, en son centre d une étoile, le Soleil et de huit planètes qui se déplacent sur des trajectoires presque circulaires. On distingue deux types de planètes : -les planètes telluriques. -les planètes (géantes) gazeuses. Définition d une planète tellurique : une planète tellurique est principalement constituée de roches (Mercure, Vénus, Terre, Mars). Définition d une planète (géante) gazeuse : une planète (géante) gazeuse est principalement constituée de gaz (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune). D autres petits corps se déplacent autour du Soleil : - les comètes (corps rocheux enveloppés de glace, originaires des confins du système solaire) - les astéroïdes (parler de la ceinture d astéroïdes) (petits corps rocheux dont les dimensions varient de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres) 2-Ordre des planètes du système solaire Voici les 8 planètes du système solaire allant de la plus proche, à la plus éloignée du Soleil : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, et Neptune. Phrase mnémotechnique permettant de retenir l ordre des planètes : «Ma Voiture Te Mène Joyeusement Sur Une Nationale». 3-Remarque importante
Le 28 août 2006, Pluton, 9 ème planète du système solaire depuis 80 ans, perd son statut de planète et est classée comme une «planète naine». 4-Résumé Notre système solaire est composé de différents astres : - 1 étoile, le Soleil. - 8 planètes - des satellites - des comètes. - des astéroïdes. II- La composition de notre Univers. L Univers est constitué de centaines de milliards de galaxies. Définition d une galaxie : une galaxie est constituée de centaines de milliards d étoiles. Notre système solaire se situe dans une galaxie que l on appelle la Voie lactée. III- Notion de vitesse et des calculs de distances d astres La lumière se propage à la vitesse v parcourt une distance d pendant une durée t, telle que : v = d t d = v t t = d v Unités : -si d est en mètre et t en seconde (s), alors v est en mètre par seconde (m/s) -si d est en kilomètre (km) et t en seconde (s), alors v est en kilomètre par seconde (km/s). IV- L année lumière
Les distances utilisées en Astronomie sont très grandes : le mètre et le kilomètre sont donc des unités trop petites. On utilisera alors l année lumière. Définition de l année lumière : l année lumière (symbole a.l.) est la DISTANCE parcourue par la lumière, dans le vide, en une année. ATTENTION : L ANNEE LUMIERE EST UNE DISTANCE ET NON UNE DUREE!!! 1 année = 365.25 jours 1 jour = 24 h 1 h = 60 min 1 min = 60 s Calcul de l année lumière : 1- v = 300 000 km/s t = 1 an = 365.25 jours = 365.25 x 24 h = 365.25 x 24 x 60 min = 365.25 x 24 x 60 x 60 s = 31 557 600 s 2- d = v x t 3- d = 300 000 x 31 557 400 d 9.47 x 10 12 km 4- La valeur d une année lumière est environ de 9.47 x 10 12 km. V- Voir loin c est voir dans le passé Pour des événements terrestres, la vitesse de la lumière nous parait instantanée. Mais pour des objets très éloignés, comme les galaxies, la lumière émise voyage pendant des milliards d années avant de nous parvenir : les événements que nous observons se sont déroulés dans un lointain passé. Voir un événement lointain dans le ciel, c est le voir tel qu il était dans le passé. Ainsi voir loin dans l espace, c est voir loin dans le passé. Les physiciens ne cessent d étudier le ciel, car en étudiant le ciel on étudie également le passé de notre Univers et nous permet de découvrir son histoire et son évolution.
VI-Exercices d applications : Exercice 1 : Calcul d une vitesse La lumière parcourt la distance Paris-Marseille de 780 km, en 2,60 ms. Calculer la valeur de la vitesse de la lumière dans l air. d = 780 km t = 2,60 ms = 2,60 10 3 s v = d t 780 v = 2,60 10 3 La vitesse de la lumière est de 300 000 km. s 1. Exercice 2 : Calcul d une distance La lumière du Soleil met 8 minutes et 18 secondes pour parcourir la distance Soleil-Terre. Déterminer la distance Soleil-Terre, sachant que la vitesse de la lumière dans le vide vaut 3,00. 10 5 km/s. t = 8 min et 18 s = 8 60 + 18 = 498 s d = v. t d = 300 000 498 d 1,49. 10 8 km La distance entre le Soleil et la Terre est environ de 1,49. 10 8 km. Exercice 3 : Calcul d une durée La distance entre le Soleil et la planète Saturne est de 1,42. 10 9 km. Déterminer le temps que met la lumière pour parcourir la distance Soleil- Saturne sachant que la vitesse de la lumière dans le vide vaut 3,00. 10 5 km/s. d = 1,42. 10 9 km
t = d v 1,42. 109 t = 3,00. 10 5 t = 4,73. 10 3 s La lumière met 4,73. 10 3 s pour parcourir la distance Soleil- Saturne. Exercice 4 : Conversion d année lumière en kilomètre. L étoile la plus proche de notre Soleil, Proxima du Centaure, est située à une distance de 4,22 al de notre planète. (année lumière). On considèrera que 1 année lumière (1 a.l.) vaut environ 9,50 10 12 km. 1-Combien de temps met la lumière pour arriver jusqu à nous? La lumière met 4,22 année afin d arriver jusqu à nous. 2-Déterminer la distance entre la Terre et Proxima du Centaure en kilomètres. Sachant que : 1 a. l. = 9,50 10 12 km alors 4,22 a. l. = 4,22 9,50 10 12 = 4,01 10 13 km La distance entre Proxima du Centaure et notre planète est d environ : 4,01 10 13 km.