Vendredi 1er juillet 2011 à 10:26

Astronomie, univers

    Je viens de lire un article aberrant d’une secte qui prévoit la fin du monde  pour 2012 et qui parle d’arrêt de notre soleil
    Que des gens écrivent des bêtises pareilles ne m’étonne pas, par ce qu’il faut bien que les gourous aient un moyen d’action sur leurs adeptes, mais que les journaliste se fassent l’écho de pareilles sottises me paraît inquiétant quant à leur niveau d’intelligence.
    Alors j’ai pensé qu’un article sur notre brave soleil et son activité serait peut être utile pour que ceux et celles qui me lisent puissent démentir de telles inepties.

    Notre soleil, sans lequel il n’y aurait aucune vie sur terre, est l’étoile centrale du système solaire, autour duquel gravite la Terre plus une douzaine de planètes et beaucoup d’objets divers (astéroïdes, comètes, poussières...)
    Il fait partie de notre galaxie, la voie lactée, qui comprend environ 235 milliard d’étoiles !
    La terre se trouve à environ 150 millions de kilomètres du soleil et il faut donc à peu près 8 minutes pour que la lumière du soleil nous arrive.
    Le soleil tourne sur lui même avec une période de 27 jours terrestres environ. En réalité, n’étant pas un objet solide, il subit une rotation différentielle : il tourne plus rapidement à l’équateur (25 jours) qu’aux pôles (35 jours).
    Il est presque sphérique, du fait qu’il est gazeux, la limite de la sphère n’est pas nette, la densité de matière diminuant progressivement; son rayon est approximativement de 1 400 000 km (109 fois le diamètre de la terre).
   
    Le soleil est composé à 74% d’hydrogène (qui est le combustible) et à 24% d’hélium (qui est le résidu de la combustion), le reste étant  composé d’éléments plius lourds ( carbone, azote, oxyde de carbone...)
    Chaque seconde le soleil convertir 700 millions de tonnes d’hydrogène en hélium, grâce à des réactions de fusion nucléaire, libérant ainsi sous forme d’énergie l’équivalent de 4,5 millions de tonnes de matière par seconde, , soit (E = mC2) un peu moins de 4 1026 joules.
    La plus simple des réactions de fusion nucléaire dans le soleil est  résumée sur le schéma ci-dessous.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/fusionsoleil.jpg

    Pour ceux qui ne savent pas ce qu’est un neutrino, c’est une particule très particulière qui n’a ni masse, ni charge électrique. Elle emporte seulement de l’énergie et c’est en faisant des bilans énergétiques (où il manquait de l’nergie) que l’on a supposé son existence. Elle ne réagit donc pas avec la matière et parcourt des distances extèmement grandes. Les rares interactions qu’elle produit ont permis par la suite de confirmer son existence.
    Par ailleurs dans des états particuliers d’excitation, le neutrino acquiert alors une charge magnétique et ce “monopole magnétique” a des propriétés étonnantes d’actions sur la matière, encore très mal connues car cette particule n’a été pratiquement découverte qu’il y a quelques années par des chercheurs russes. (elle avait été “prédite” théoriquement il y a une trentaine d’années par un chercheur français  en physique quantique, le professeur Lochak).
       Le soleil envoie sur la terre de très nombreux neutrinos et monopoles magnétiques (rassurez vous, ils sont sans danger biologique pour l’homme) et les monopoles qui vont se rassembler aux pôles terrestres ont récemment été détectés par une mission polaire de Jean-Louis Etienne.
   
    Revenons au soleil :
http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/structuresoleil1.jpg


    Les réactions thermonucléaires ont lieu au centre du soleil, dans ce que l’on appelle le “noyau”. Elles sont auto régulées car toute augmentation de la fusion nucléaire entraîne un réchauffement et une dilatation du cœur qui réduit en retour le taux de fusion, et à l’inverse, toute diminution légère de la fusion refroidit et densifie le cœur, ce qui fait revenir le niveau de fusion à son taux initial.
    Le rayon de la sphère “noyau” correspond à environ un quart du rayon du soleil. La température y est de l’ordre de 15 millions de degrés et la pression de  250 milliards de bars (soit 2,5 1016 pascals; la pression atmosphérique sur la terre est voisine de 1 bar).

    Il y a ensuite une zone dite “radiative”, entre 0,25 et 0,75 rayon du soleil dans laquelle la matière est très chaude et dense, où les divers noyaux perdent leur énergie cinétique et les électrons positifs s’annihilent avec des électrons négatifs en donnant des photons et toute l’énergie est finalement transformée en photons au départ très énergiques, mais qui peu à peu par action sur les noyaux, donnent par absorption et réémission, des photons d’énergie moindre.   
    En raison de ces nombreuses réactions, on estime que le temps de transit d’un photon du cœur à la surface est compris entre 10 000 et 170 000 ans. ! En surface de cette zone la température n’est plus que de 2 millions de degrés.

    Puis une zone de 0,25 rayon solaire où la chaleur est transmise par “convection” c’est à dire que la matière monte à la surface de cette zone et se refroidit de 2 millions à 5800 d°, puis replonge vers le centre et il y a ainsi de nombreux courants de convection turbulent que l’on observe à la surface du soleil sous forme de granulations.
    D’énormes champs magnétiques règnent dans cette zone

    La dernière zone appelée photosphère, n’a qu’une épaisseur de 400 km et sa température est de l’ordre de 5800 d°. C’est elle qui laisse échapper la lumière solaire (ultraviolet, visible et infra-rouge).

    Enfin il existe une zone autour du soleil que l’on appelle “atmosphère solaire” avec deux zones : la chromosphère, très peu épaisse et la couronne solaire qui s’étend à des millions de km. (mais rien de comparable avec l’atmosphère terrestre.). Elle est surtout composée d’hydrogène et d’hélium, mais, dans une première partie, on y trouve des éléments plus lourd : azote, oxygène, oxyde de carbone, eau.
    La température remonte progressivement jusqu’à un million de degrés sans qu’on en connaisse l’explication (probablement d’origine magnétique).

    Notre étoile soleil n’est pas près de s’éteindre.
Le schéma ci dessous décrit son évolution future, qui se chiffre en milliards d’années.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/600pxViedusoleil.jpg

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/articleeruptionsolaire.jpg    Enfin des éruptions solaires se produisent périodiquement à la surface de la photosphère et projettent au travers de la chromosphère des jets de matière ionisée qui se perdent dans la couronne à des centaines de milliers de kilomètres d'altitude. Elles sont provoquées par une accumulation d'énergie magnétique dans des zones de champs magnétiques puissants au niveau de l'équateur solaire, qui font monter la température localement à 100 million de degrés, L’émission a lieu non seulement dans le domaine habituel, mais aussi celui des rayons X et des ondes radio. Les particules sont expulsées dans l’atmosphère solaire et constituent un “vent solaire”. (qui souffle la queue des comètes comme celle d4un cerf-volant)
    On ne sait pas pourquoi, en matière d’éruptions,  le soleil connaît des périodes d’activité intense et d’autres de relatif sommeil, avec semble t’il une périodicité de 11 ans. Mais il y a eu entre 1845 et 1715 une période de très faible activité. Et depuis quatre ans l’activité d’éruption était au point mort et a repris cette année 2011.
   
C’est cette “hibernation” dont parlent quelques alarmistes qui la confondent avec l’activité de production de rayonnement habituelle du soleil qui ne varie pas.
    En fait elle est sans danger, ne faisant que nous priver d’aurores boréales et de perturbations dans les transmissions radio.

    Nous n’avons aucune crainte à avoir dans ce domaine, la fin du monde n’est pas pour demain.

Mercredi 27 avril 2011 à 8:33

Astronomie, univers

 http://lancien.cowblog.fr/images/Chats1/chaosentropieunivers.jpg

    Mes articles sur l’astronomie ont suscité quelques commentaires et mails qui me posent diverses questions.
    Je répondrai à certaines par mails, mais lorsque la réponse est générale, je le ferai sur le blog :


    Coldtroll me demande pourquoi certaines galaxies sont elles plates et non sphériques ou ellipsoïdales.

    Au départ on peut penser que à la suite du big-bang, les mouvements assez désordonnés et vers l’extérieur engendreraient une forme sphérique.
    Effectivement les galaxie jeunes sont souvent ellipsoïdales, ce qui est proche de la sphère, mais elles s’aplatissent progressivement. Pourquoi.?
    Le mécanisme détaillé est complexe et je ne serais pas capable de vous en donner la formulation mathématique (j’ai trop oublié les maths de ma jeunesse, surtout ceux qui ne m’ont jamais servi !!).
    Mais une explication toute simple peut être donnée, même si elle ne représente pas la totalité du phénomène. (si je voulais vraiment l'expliquer totalement je devrais raisonner en relativité générale, alors que là je vais rester dans la mécanique newtonnienne.)


http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/galaxieplate.jpg
   

    La galaxie représente une masse très importante et vous savez que les masses s’attirent (la force d’attraction gravitationnelle est égale au produit des masses et à l’inverse du carré de la distance).
    On peut en simplifiant considérer que la masse totale de la galaxie va agir sous forme d’une “masse équivalente” (un peu plus petite), située en son centre C.
    La galaxie tourne sur elle même autour d’un axe passant par ce centre.
    Examinons ce qui se passe pour deux étoiles E1 et E2.
    E1 est située dans le plan équatorial de la galaxie. Elle est attirée par le centre C par la force gravitationnelle. Mais dans le même plan que celle ci et opposée à elle, la rotation entraîne une force centrifuge. Si les deux forces ne sont pas très différentes, l'étoile changera légèrement d'orbite et la position de l’étoile va devenir stable à une distance où les deux forces s’équilibreront.
    E2 n’est pas située dans le plan équatorial mais dans le plan parallèle perpendiculaire à l’axe de rotation, dans lequel se situe également la force centrifuge. La force de gravitation par contre est dirigée vers le centre et n'est pas dans ce plan, et la résultante est donc dirigée vers le plan équatorial.
    Si la force centrifuge est trop forte l’étoiile est éjectée de la galaxie.
    Si elle n’est pas assez forte pour cela la résultante la fait “tomber” vers le plan équatorial.
    La galaxie “s’effondre” donc peu à peu sous une forme de plus en plus aplatie.

    Plusieurs correspondant(e)s me demande ce qu’est le “big bang” et au passage, il n’y a pas de ho,nte à ne pas le savoir : c’est un phénomène que l’on connaît très mal, assez hypothétique, très complexe et donc dont on parle peu.

    Contrairement à ce que beaucoup croient (ou font croire), le “big bang” n’est pas une explosion qui aurait été à l’origine de l’Univers, en produisant, en un endroit donné la matière qui formera par la suite, étoiles et galaxies.


    Le “big bang “ est en fait un “modèle mathématique”, dérivé des théories de la relativité générale d’Albert Einstein, et développé par de nombreux mathématiciens et astrophysiciens, (et notamment dans les années 30 un prêtre, Georges Lemaître), théorie qui ensuite permet d’expliquer certaines constatations physiques effectuées sur les objets célestes et d’autre part d’imaginer une théorie plausible d’évolution de l’Univers.
    D’après cette théorie, l’univers aurait un “âge” d’environ 13,5 milliards d’années et serait en expansion. La quantité de matière le constituant étant finie, elle se dilue peu à peu, et a l’origine, aurait été fortement condensée et donc très “chaude” (un gaz comprimé est plus chaud qu’un gaz détendu).
    Moins de 400 000 ans après le Big Bang, alors que l’univers est mille fois plus chaud et un milliard de fois plus dense qu’aujourd’hui, les étoiles et les galaxies n’existaient pas encore.l’univers est composé d’un plasma d’électrons et de noyaux atomiques. Quand la température est suffisamment élevée, les noyaux atomiques eux-mêmes ne peuvent exister. On est alors en présence d’un mélange de protons, de neutrons et d’électrons. Dans les conditions qui règnent dans l’univers primordial, ce n’est que lorsque sa température descend en dessous de 0,1 MeV (soit environ un milliard de degrés K) que les nucléons peuvent se combiner pour former des noyaux atomiques. Il n’est cependant pas possible de fabriquer ainsi des noyaux atomiques lourds plus gros que le lithium.
    Au début, pendant cette phase chaude initiale, la matière formée était donc essentiellement légère : de l’hydrogène, de l’hélium, du lithium, formés à partir des particules élémentaires.
    Ce n’est que plus tard que se formeront, au sein des étoiles des éléments plus lourds -carbone, azote, hydrog§ne  - se sont formés, puis d’autres éléments.
    Comme la lumière et du temps pour voyager, plus nous arrivons à observer des objets lointains, plus nous arrivons à voir comment ils étaient dans un passé lointain.

    On a bâti des théories quant à la manière dont les particules élémentaires ont pu échanger entre elles et peu à peu constituer la matière.
Mais beaucoup de ces questions nous sont encore inconnues et reposent sur des équations mathématiques dont les conséquences sont ensuite vérifiées par des observations (sinon on modifie la théorie !).
    Une grande question est celle de l’homogénéité de l’univers : les observations indiquent que l’univers est homogène et isotrope.On peut montrer mathématiquement qu’un univers homogène et isotrope à un instant donné va le rester. Par contre, le fait que l’univers soit homogène et isotrope dès l’origine n’est pas certain et par ailleurs on constate de petites inhomogénéités difficiles à interpréter;
    Un univers en expansion, homogène et symétrique entre matière et antimatière, ne serait à terme formé que de radiation. Or, nous existons !
    La rupture de la symétrie initiale de la théorie du big bang et la disparition de l'antimatière primordiale impliquent la violation de certaines lois de conservation, violations non observées avec les accélérateurs de particules dans l'infiniment-petit.
Où est donc passée l'antimatière est une des inconnues non élucidées.?
    Et évidement on va se poser la question : qu’y avait il avant le big-bang ? Nul ne le sait actuellement.

    J’essaierai peut être de faire un jour quelques articles sur les particules et le début du big bang, mais il faut que je réfléchisse car c’est très difficile à expliquer simplement et il y a beaucoup de notions à aborder pour pouvoir comprendre ensuite les phénomènes.
    Vous m’avez demandé aussi des explications sur la courbure de l’univers. Cela résulte de l’interprétation d’équations mathématiques et je ne sais pas trop comment expliquer cela de façon intuitive. Je vais y réfléchir aussi.



    Pour terminer vous me demandez quelle est l’origine de la vie sur terre.
    La vie apparut il y a environ 4 milliards d’années dans l'eau, portée par des molécules organiques présentes dans l'atmosphère terrestre, des sources hydrothermales sous-marines, ou de l'espace. Certaines de ces molécules organiques devinrent capables de s'auto-reproduire et d'évoluer.
    Deux voies sont explorées pour comprendre comment la matière devint vivante: la reconstitution d'une vie artificielle en tube à essais et la recherche de traces fossiles dans les sédiments anciens.
    Les savants ont cherché à reconstituer une cellule mais la formation spontanée des ARN - ADN dans des conditions simples n'a pu être reproduite en laboratoire. Quant aux fossiles, les plus vieux sédiments collectés au Groenland n'ont gardé aucune trace de cette chimie prébiotique.
    Il serait intéressant de trouver un second exemple de vie sur un autre corps céleste abritant l'eau à l'état liquide. Cette condition existait sur Mars il y a 4 milliards d'années et existe peut-être encore aujourd'hui sous la calotte glaciaire d'Europe.
    La chimie organique du milieu interstellaire et la découverte de plus de 150 exoplanètes  encouragent à rechercher la vie au-delà du Système Solaire.
   
  Il reste beaucoup de choses à étudier et à comprendre en astrophysique !

Dimanche 17 avril 2011 à 7:50

Astronomie, univers

Toujours dans le cadre de l'astronomie, je voudrais aujourd'hui vous parler des planètes.

    Une planète est un corps céleste orbitant autour d’une étoile et possédant une masse suffisante pour que sa trajectoire soit relativement stable.
    Une planète peut avoir des satellites, mais doit avoir ou détruit par collision ou transformé en satellite tout corps céleste rival proche.
    Certaines des planètes du système solaire ne sont plus considérées comme de vraies planètes en raison de ce critère, retenu en 2006.
    On estime que le nombre de planètes dans notre seule galaxie est de l'ordre de 1 000 milliards!.

    Les planètes du système solaire :

    Elle sont au nombre de 8 : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, plus 5 planètes naines, qui ne satisfont pas au critère énoncé ci-dessus: Cérès, Pluton, Makemake, Haumea et Éris

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/planetessolaires.jpg

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/planetes-copie-1.jpg

Nota : la terre a un diamètre de 12 756 km et une masse de 6. 1024 kg
Le signe - concernant la rotation indique une rotation en sens inverse de la Terre
La vitesse de la terre sur son orbite est d’environ 30 km/s et la vitesse de rotation à l’équateur de 1675 km/h.

   
http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/auroresurjup-copie-1.jpg

Mon but n'est pas de vous faire explorer les planètes : juste vous en donner envie avec 3 photos :
Une aurore sur Jupiter et des photos de la surface de Mars par la sonde viking et de Vénus par la sonde Magellan :


    Mais si vous avez envie d'en voir plus allez voir le très intéressant site : "Voyage dans le système solaire" dont voici l'adresse :
http://jmm45.free.fr/index.htm







http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/marsviking.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/venusmagellan.jpg










   Les planètes extrasolaires :


    A l’automne 1995, une grande nouvelle a agité le milieu astronomique : on aurait enfin découvert une planète autour d’une autre étoile que le Soleil
    Et 15 ans après la découverte de la première planète extrasolaire, 453 planètes extra-solaire ont été découvertes, environ 200 astronomes, et plusieurs centaines d’ingénieurs à travers le monde travaillent sur ce sujet, et chaque année, plus de 800 articles scientifiques sont publiés et 20 rencontres internationales sont organisées.
    On ne peut pas “voir” dans les télescopes ces planètes car elles sont trop petites et trop loin.
    On utilise donc un moyen détourné, et on regarde l’effet produit par la planète sur l’étoile autour de laquelle elle tourne. La masse de la planète implique que le centre de gravité du système - (planète + étoile) - n’est plus exactement au centre de l’étoile, et donc l’étoile ne se déplace pas exactement en ligne droite et sa vitesse n’est pas tout-à-fait constante.
C’est analogue au mouvement de patineurs du schéma ci-dessous :

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Centregravite.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Patineurs.jpg
















    On observe donc les anomalies de déplacement de l'étoile au cours des années et on déduit des anomalies le mouvement du centre de gravité et la présence et les caractéristiques de la planète satellite.
    Cette méthode a été utilisée pour la première fois pour détecter la “compagne” d’une étoile,    Sirius A, qui est l'étoile principale de la constellation du Grand Chien. et vue de la Terre, est l'étoile la plus brillante du ciel (après le Soleil),
    Sirius est en réalité un système binaire composé d'une étoile Sirius A et d'une naine blanche (en bas à gauche), Sirius B près de 10 000 fois moins lumineuse et que l’on ne voit pratiquement pas d’un télescope terrestre à cause de l’intense lumière de sa compagne
    C’est l’étude des mouvements de Sirius A au cours des années qui a permis à Peter Van de Kamp, en 1970, de reconstituer les deux trajectoires de ces étoiles. (schéma ci dessous)

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Siriusdouble.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/SiriusAandBHubblephoto.jpg










http://lancien.cowblog.fr/images/Caricatures1/martien-copie-1.jpg 






      Et bien s
ûr, la question que tout le monde se pose :
« Existe-t-il de la vie sur ces planètes, et comment pourrait-on la détecter ? »

   
Actuellement, aucune planète connue n’est réellement susceptible d’abriter la vie. Et encore faudra-t-il pouvoir détecter les traces de cette vie tant recherchée.

Samedi 16 avril 2011 à 8:27

Astronomie, univers

Vous avez sûrement entendu parler de notre “galaxie” et de la “voie lactée”.

    Avant d’en parler, je voudrais vous rappeler ce qu’est la distance d’une “année lumière”. C’est la distance parcourue par un photon lumineux en un an à 300 000 km par seconde. Cela fait donc 1013 km
    La lune est à 1,25 “seconde-lumière" de nous (385 000 km) et le soleil à 8,5 minutes-lumière (150 millions de km).
    Pluton, la planète la plus éloignée du système solaire est à 5,5 heures-lumière soit 6 milliards de km.

    Qu’est ce qu’une galaxie ?

    C’est un assemblage d’étoiles, de gaz, de poussière et de matière non lumineuse. Elles comptent entre 107 et 1012 étoiles.
    Il y a entre 100 et 1000 milliards de galaxies dans l’univers.
     Elles ont une forme elliptique, spirale ou irrégulière.
    Les galaxies elliptiques sont les plus grandes et résultent probablement de la fusion de plusieurs galaxies. Les étoiles et la matière tournent autour du centre de la galaxie.
    Un galaxie “jeune” qui n’a pas encore rencontré d’autre galaxie, est presque sphérique. Puis elle devient peu à peu un ellipsoïde, par collision avec d’autres galaxies.
Ci-dessous deux galaxies elliptiques M87, presque sphérique, est l'une des plus grosses galaxie,
située dans la constellation de la "Vierge" à 55 millions d'années lumière de la Terre, et la galaxie du "sombrero, M 104, distante de 28 millions d'années lumière.qui a la forme d'un ellipsoïde :

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/m87cfht.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/300pxM104ngc4594sombrerogalaxyhires.jpg












    Les galaxies en spirale (les plus nombreuses), ont un noyau formé de vieilles étoiles qui tournent moins vite que des étoiles plus jeunes et plus brillantes, situées dans des “bras” en forme de spirale
   
Ci-dessous deux galaxies spirales M81, située dans la constellation de la "Grande Ourse", à 12 millions d'années lumière de la Terre,et NGC1365 dans la constellation du "Fourneau à 56 millions d'années lumière de la Terre :

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/galaxieM81.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/NC1365.jpg














    Les étoiles se forment au sein des galaxies à partir des gaz et de la poussière, mais certaines en sont expulsées, soit du fait d'interactions entre galaxies, soit du fait de rencontres rapprochées entre une étoile et un astre très massif, lumineux ou pas.
    Au tout début de l'univers, il n'y avait que des nuages de gaz. On doit donc supposer que les galaxies se sont formées à partir de faibles inhomogénéités de densité qui vont croître, par attraction gravitationnelle, de la même manière que les étoiles naissent dans des nuages moléculaires.
    Il semble que les galaxies ellipsoïdales se soient formées à partir de nuages plus denses , qui consomment plus vite les gaz et la matière pour former des étoiles,
    Les galaxies spiralées seraient au contraire formées de nuages peu denses qui s’aplatiront en forme de disque, animé d'une rotation rapide.

    Il y a en général au centre des galaxies un “trou noir” qui est une concentration très importante de matière, non lumineuse. La matière y est tellement dense que les champs gravitationnels empêchent toute matière, mais aussi tout rayonnement de s’en échapper.
    Les trous noirs ne sont donc pas observables directement, mais ils sont décrits par la théorie de la relativité générale, et d’autre part ils attirent et “engloutissent” de la matière qui émet alors des rayons X détectables avant d’être ainsi avalée.
    Les trous noirs ont des masses de quelques millions à quelques milliards de fois la masse du soleil
    Le soleil s’il était concentré comme la matière d’un trou noir n’aurait plus qu’un rayon de l’ordre du km (son diamètre est actuellement de 1,5 millions de km).

    Aujourd’hui, la plupart des étoiles se forment dans les petites galaxies, où le gaz froid n'est pas épuisé. Les galaxies spirales produisent des étoiles  tant qu'elles possèdent des nuages d'hydrogène moléculaire denses. Les galaxies elliptiques déjà en grande partie dépourvues de ce gaz ne forment donc plus d'étoiles.
    Les réserves de matière créant les étoiles sont limitées : une fois que les étoiles ont converti tout l'hydrogène disponible en éléments plus lourds, la formation de nouvelles étoiles prendra fin. L'époque actuelle d'étoiles naissantes devrait continuer durant encore cent milliards d'années. Mais l'« Ère Stellaire » s'arrêtera dans dix à cent mille milliards d'années, lorsque les étoiles les moins massives et donc celles qui ont la plus grande durée de vie, (les minuscules naines rouges, d'environ 0,08 masse solaire), finiront leur combustion.

La voie lactée" notre galaxie dans laquelle est le système solaire.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/VoieLactee01.jpg

    La “voie lactée” est la galaxie dans laquelle est le soleil.  C’est une galaxie spiralée qui comporte quelques centaines de milliards d’étoiles réparties sur des distances de l’ordre de 70 000 années- lumière (soit presque 1018 km).
    Le système solaire ( 1010 km) est donc minuscule au sein de la galaxie qui le contient.
    Notre position en son sein nous la fait voir par la tranche sous la forme d'une large bande laiteuse, aux contours irréguliers et aux bords légèrement fendus, qu'on aperçoit dans le ciel lorsque la nuit est  claire.
    Le disque (ou plan galactique) est une structure très plate qui concentre la plupart des étoiles jeunes de la Galaxie
    La période de révolution des astres autour du centre galactique est variable selon leur distance à celui-ci. Pour le Soleil, situé à environ 24 500 années-lumière du centre galactique, la durée d'une révolution se situe autour de 230 millions d'années. Ce qui signifie que notre Système solaire, vieux de 4,6 milliards d'années, a accompli une vingtaine de tours complets depuis sa formation.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/voielactee.jpg
    Les amas d’étoiles.

    C’est une concentration d’étoiles, qui est due à l’attraction réciproque des unes par rapport aux autres qui les maintiennent donc à proximité les unes des autres, mais des collisions internes ou externes subviennent et ces amas disparaissent peu à peu en quelques millions ou milliards d’années. Ils sont formés d’étoiles jeunes (bleues)
On les appelle “amas ouverts”.

    D’autres amas dits “globulaires” sont plus denses et plus étendus, contenat des centaines de milliers d’étoiles. Ils ont en général une forme sphérique.
    On connait mal leur formation, mais ils contiennent le plus souvent les étoiles les plus vieilles (rouges) de la galaxie qui les abrite et ils pourraient provenir des gaz et poussières qui se sont condensés en étoile dans le plan dela galaxier.
    Ils décrivent des orbites circulaires autour du centre de la galaxie ce qui permet de le déterminer.dans l’espace.
    A l’intérieur des amas des échanges d’énergie ont lieu entre étoiles, et lorsque 3 étoiles a, b, c, passent à proximité, que (a) cède de l’énergie à (c), (a) se met en orbite autour de (b) tandis que (c) est éjectée au loin.

Ci dessous deux photos de l'amas ouvert des Pléiades et de l'amas globulaire du Toucan.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Pleiades.jpg
http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/amastoucan.jpg












    Notre galaxie, la Voie lactée,  a un bulbe est peu volumineux qui est constitué d’étoiles vieilles (une dizaine de milliards d’années)) sous forme d’amas globulaires, alors que dans les bras spiraux on trouve des étoiles plus jeunes (quelques dizaines de millions d’années) sous forme d’amas ouverts.

            D
emain nous parlerons des planètes.

Nota : pour voir de très belles photos de galaxies prises par le télescope sur satellite Hubble, allez sur le site :
http://heritage.stsci.edu/gallery/galindex.html

Jeudi 14 avril 2011 à 8:05

Astronomie, univers

  Madame Briot, astronome à l’Observatoire de Paris, nous avait fait voir lors de sa conférence quelques photos superbes provenant des télescopes et je vais vous en montrer quelques unes.

   
D’abord des éruptions solaires.

    Vous savez sans doute que dans le soleil ont lieu des réactions de fusion nucléaire, non pas à partir du Lithium ou du tritium comme dans une bombe, mais en fusionnant entre eux des protons  et des protons avec des noyaux de carbone, d’azote ou d’oxygène, à des températures et pressions ainsi que de libération d’énergie par unité de temps plus faibles que dans le cas des bombes thermonucléaires.
    Il y a dans le soleil des champs magnétiques extrêmement puissants qui peuvent accumuler de l’énergie au niveau de son équateur. Cette énergie est libérée sous forme de rayons X, puis des électrons des protons et des ions qui s’accélèrent et la température passe rapidement de 10 à 100 millions de d° K. Le plasma est éjecté sous forme de lumière visible, de rayons X et gamma, mais aussi d’infra-rouge et d’ondes aux fréquences radio.
    C’est une éruption solaire, qui peut durer de quelques secondes à quelques heures et qui va s’élever jusqu’à quelques centaines de milliers de kilomètres.
    Les champs magnétiques créés peuvent perturber les transmissions radio sur terre et les particules ionisées déviées par le champ magnétique terrestre créer des aurores boréales aux pôles terrestres.
    Voici trois photos d’éruptions solaires

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/erupsolaire2jpg.jpg

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/450pxRingoffire.jpg


http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/protubsolaire.jpg








































































    Les nébuleuses

    Ce ne sont pas des étoiles mais des concentrations de gaz (souvent de l’hydrogène ionisé), ou de poussières en un endroit de l’univers, qui modifie évidemment sa transparence et donne l’aspect d’un objet diffus. Certaines de ces nébuleuses sont des restes d’étoile en fin de vie (ce que deviendra le soleil dans quelques milliards d’années).
    Quelques images de nébuleuses et d'amas de poussières : en premier une photo de la nébuleuse du "Crabe",prise par le télescope spatial Hubble. Cette nébuleuse est est très intéressante : c’est le reste de l'explosion d'une étoile, qui a duré plusieurs mois en 1054, comme l’indiquent les chroniques chinoises. (l'étoile se consume en produisant une lumière extrêmement grande). Au centre de cet objet se trouve un pulsar, c’est-à-dire une étoile à neutrons, prédite par les théoriciens et découverte par des observations radio en 1967.

prise par le télescope spatial Hubble.

 

    Cet objet est très intéressant : c’est le reste d’une étoile qui a explosé en 1054, comme l’indiquent les chroniques chinoises. Au centre de cet objet se trouve un pulsar, c’est-à-dire une étoile à neutrons, prédite par les théoriciens et découverte par des observations radio en 1967.

     Une étoile à neutrons est le nom donné à un astre principalement composé de neutrons maintenus ensemble par les forces de gravitation, qui est le résidu compact du cœur d'une étoile massive quand celle-ci a épuisé son combustible nucléaire. De telles étoiles, extrêmement denses, tournent sur elles mêmes, ne sont pas lumineuses, mais émettent des pulsations de rayonnement radio ou de rayons X, d'où le nom de "pulsar".


http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/crabenebuleuse.jpg



http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/etoilemourante.jpg



http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/nebuleusetetecheval.jpg

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/PoussieresdelanebuleuseCarina.jpg

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Poussieresnebuleuseaigle.jpg










































































   
Dans l’article d'après-demain je vous montrerai des photos  de galaxies
et d’amas d’étoiles et nous dirons quelques mots des planètes dans l’article suivant.

Mercredi 13 avril 2011 à 8:06

Astronomie, univers

   Je vous ai parlé des télescopes principalement optiques, je voudrais aujourd'hui vous parler d'autres techniques, car nous imaginons trop les astronomes comme le professeur Tournesol, scotchés derrière leur télescope optique.

   
D'abord les radio-télescopes, qui "écoutent" les étoiles dans le domaine des ondes radio.
C'est en effet une fenêtre dans notre atmosphère comme il y en a une pour les rayonnements visibles.
    Pour les autres fréquences, en effet, la haute atmosphère bloque les autres radiations (en partie les UV, rayons X et gamma, heureusement pour nous).
La figure ci-dessous montre bien ces "fenêtres (Excusez moi, je n'ai pas trouvé l'équivalent français).
    Dans les autres domaines de longueur d'onde, on ne peut faire de mesures qu'à partir de satellites.


http://lancien.cowblog.fr/images/ClimatEnergie/fenetresatmosphere.jpg
La fenêtre "radioélectrique :

  
  Voici quelques photos d'installations qui complètent la photo de Nancay publiée dans l'article d'hier.
    Le "Very Large Array "  aux USA

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/USANMVeryLargeArray02.jpg
http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/VLArray.jpg














    La station Arecibo à Porto Rico

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Arecibo.jpg

    Enfin la station en cours d'installation ALMA,un interféromètre radio de 66 antennes de 12 m de diamètre chacune disposées sur une aire de 9 km de rayon. Ce projet international regroupant les Européens, les Américains et les Japonais devrait voir le jour en 2012.

L’instrument recombine les observations effectuées par chacune des antennes donnant ainsi l’équivalent d’un gigantesque radiotélescope.

ALMA est principalement destiné à l’étude de la formation des étoiles et des galaxies.


http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/ALMA2.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/ALMA2.jpg













La fenêtre "visible"

    http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/principespectro.jpgOn imagine toujours l'astronome l'oeil rivé à son télescope !
    Pourtant, le plus souvent, il n’observe pas des images, mais la lumière est décomposée et fournit des informations sur la composition et les conditions physiques de l’astre observé. Le spectre émis est en effet caractéristique des éléments à l'origine de la lumière et de l'environnement traversé.
On peut ainsi savoir s'il y a dans l'étoile de l'hydrogène, de l'hélium, des métaux....

     La spectroscopie a marqué la naissance de l’astrophysique.


http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/ccd.jpg
     L'interprétation de ces mesures a grandement été facilitée par l'informatique, puis par l'apparition de capteurs de lumière solides. Tout s'est automatisé.
     Depuis l’utilisation de récepteurs : autrefois plaques photos, et maintenant CCD (Charged-Couple Device, ou Dispositif à Transfert de Charge : photo ci-contre), la mémoire de l’observation est conservée de façon « objective » et ne dépend plus, ou beaucoup moins, de l’acuité visuelle de l’observateur, non-plus que de ses dons en dessin


Ci dessous des vues du spectroscope "Elodie" à l'observatoire de Haute Provence


http://lancien.cowblog.fr/images/ClimatEnergie/images.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Elodie.jpg
http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/images1.jpg

 

Lundi 11 avril 2011 à 8:58

Astronomie, univers

Les grands observatoires français ne sont plus aussi performants car leurs télescopes sont maintenant de diamètres trop faibles et les grands observatoires modernes sont pratiquement internationaux, en altitude pour profiter de la transparence de l’air et dotés de miroirs de plusieurs mètres.
    Il y a actuellement 23 sites avec des miroirs de plus de 4 mètres (voir la liste sur
http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_plus_grands_télescopes )
    Voici quelques images de certains sites.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Lbti640-copie-1.jpg


    Le plus récent et le télescope à la plus haute résolution est le “Large Binocular Télescope (LBT)” installé en 2006 au mont Graham aux USA à 3 267 m d’altitude et qui est doté de deux miroirs de 8,40 m, travaillant en biboculaire. L’installation a coûté  120 M$ et a été financé moitié par les USA et par l’Allemagne et l’Italie et elle est opérationnelle depuis 2008.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/spaincanarytelescope.jpg
   
  En Europe, aux îles Canaries, l’Espagne a financé à 90% et construit en 2007 et mis en service en 2009, le “Grand télescope des Iles Canaries” (GCT) d’un coût de 130 M$.
    Son miroir principal, de 10,30 m de diamètre, est composé de 36 sections de vitrocéramiques hexagonales mesurant 1,9 m de large chacune, de 8 cm d’épaisseur et pesant 470 kg, qui sont en permanence réglées les un par rapport aux autres par un ordinateur. Poli avec une précision, de 15 nanomètres, il fournit des images d’une résolution proche de celles prises en orbite par le télescope spatial Hubble. Avec une surface totale de miroir de 75,7 m2, il est un des plus grands télescopes du monde.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Mauna2.jpg
    Les observatoires du Mauna Kea sont une collection d'observatoires astronomiques indépendants, comptant les télescopes parmi les plus grands et les plus puissants du monde, situés au sommet du volcan Mauna Kea sur l'île d'Hawaï,  à 4200 m d’altitude
    La NASA y exploite deux télescopes jumeaux aux miroirs de 10 mètres de diamètre et un télescope de 3,60m y est utilisé par la France et le Canada
http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/telescopeHawai.jpg

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Hawai10m.jpg

La NASA y exploite deux télescopes jumeaux aux miroirs de 10 mètres de diamètre (photo ci-dessus), et un télescope de 3,60m y est utilisé par la France et le Canada (photo ci-contre à droite).




    Le très grand observatoire de Cerro Paranal, (ci-dessous), dans le désert au nord du Chili à 2630 m d’altitude, qui comporte 4 coupoles de formes assez particulières, dotées de
miroirs de 8,2 mètres, a été crée en 2001 par l’Organisation européenne pour les recherches astronomiques (ESO).

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Paranal2.jpg

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/EELT42.jpg
    Le projet “Europeen Extremely Large Telescope” (EELT) qui devrait avoir un miroir de 42 mètres et sera implanté au Chili en 2020, sur le mont Armazones à 3000 mètres d’altitude, non loin de Paranal. Il devrait permettre de voir les étoiles et galaxies qui se sont formées il y a environ 13,5 milliards d’années, et de découvrir des planètes de faible masse comme celle de la Terre.



http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/EELT3.jpg
    Il faut aussi mentionner les télescopes embarqués dans l’espace sur des satellites.

    Ils ont l’inconvénient de ne disposer que d’un espace limité et de nécessiter des moyens sophistiqués de communication pour les commander et en extraire les résultats d'expériences.
    Mais ils ont l’énorme avantage de ne plus subir les perturbations atmosphériques.
    Le futur télescope GAIA devrait être lancé en 2012 par l'Agence spatiale européenne sur un satellite et être positionné à 1,5 millions de kilomètres de la Terre sur une orbite stable.
    Il sera équipé d'un miroir de 1,4 × 0,5 m² pour chaque direction de visée et de 106 capteurs CCD
de 4500×1966 pixels dans un plan focal de 1,0 x 0,5 m dont les images seront ensuite transmises vers la terre.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/hubble.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Hipparcos2.jpg

   





   
http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Gaia2.jpg

Dimanche 10 avril 2011 à 7:38

Astronomie, univers

Coupole de l'Observatoire de Paris dans le 14ème et la grande lunette d'Arago.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/coupol4.jpghttp://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/coupol5.jpg
















    Je ne sais pas si vous vous intéressez aux étoiles, aux planètes, à l’astronomie.
    Cela m’arrive quand j’ai un peu de temps et j’ai assisté dernièrement à une conférence de madame Danielle Briot, qui est astronome à l’Observatoire de Paris et qui nous a parlé du métier d’astronome, des moyens dont il dispose et des résultats des recherches dans ce domaine. Elle nous a par la suite, fait visiter ces lieux anciens.
    Je vais donc essayer de faire plusieurs articles agrémentés de photos en empruntant beaucoup d’éléments à sa conférence.

Qu'est ce que l'astronomie ?

    L'Astronomie, science de l'Univers, a pour objet l'étude du mouvement, de la nature et l'évolution des corps célestes et de leurs systèmes.
    Le domaine de l'astronomie commence au dessus de l'atmosphère terrestre pour s'étendre jusqu'aux « limites » de l'Univers.
    Le champ des objets étudiés est très vaste, des plus proches aux plus lointains : les planètes et leurs satellites, le Soleil, les comètes, les étoiles, la matière interstellaire, notre galaxie, les galaxies extérieures, les quasars, la forme générale et l'origine de l'Univers.

    L’astrophysique est une branche de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers (étoiles, planètes, galaxies, milieu interstellaire par exemple), comme leur luminosité, leur densité, leur température et leur composition chimique. Mais tout astronome est aujourd'hui un physicien et l’astrophysique et l’astronomie sont de plus en plus confondues.

 Un peu d’histoire :

    Aussi loin que remontent les données historiques, on trouve des preuves de l’existence de l’astronomie.
    Les astronomie indienne, chinoise, sumérienne, égyptienne etc.. remontent à plusieurs milliers d’années avant Jésus Christ   
    Alors que tous croyaient que la terre était le centre du monde, Aristarque de Samos fut le premier en -280 av. JC, à penser que les planètes et la terre tournait autour du soleil qu’il supposait fixe,  mais sa théorie fut déclarée farfelue et hérétique.
    Ce n’est qu’au XVIème siècle que Nicolas Copernic va réhabiliter ce modèle héliocentriste.
    En 1610 Galilée, grâce à ses observation avec sa lunette astronomique, découvre que la voie lactée est un amas d’étoiles, ainsi que les quatre satellites de Jupiter et montre qu’il tournent autour de cette planète.  Il étudiera Saturne et découvrira les taches solaires.
    Mais ses thèses seront censurées en 1620 par l’Eglise et, condamné à la prison à vie pour hérésie en 1633, il devra abjurer ses thèses et déclarer que son œuvre n’était que pur travail mathématique abstrait, contrairement à la “physique”.
    Pourtant Képler en Allemagne avait énoncé en 1609 et 1618, les lois de la gravitation et du mouvement des astres. En 1687 Newton explique la proportionnalité des accélérations et des forces, l’inertie et les lois d’attraction universelle.
    Ce n’est qu’en 1728 que James Bradley prouva scientifiquement la rotation de la terre autour du soleil et qu’en 1748, les oeuvres de Galilée furent réhabilitées.
    C’est au 19 et 20ème siècles que des progrès importants seront faits en astronomie avec le développement des appareils d’observation et de mesure.

Le métier d'astronome :

    Le travail de l'astronome a pour but de faire progresser notre connaissance de l'Univers.
    Il s'appuie pour cela sur les connaissances déjà acquises, et il utilise des observations, il réalise des expériences, il fait des calculs de modélisation.
    Le rôle des observations et des instruments est particulièrement important en astronomie : en effet l'objet de sa recherche est hors de sa portée directe.
    Les objets les plus proches peuvent maintenant être atteints en utilisant des techniques spatiales, mais la très grande majorité des objets astronomiques ne peuvent être étudiés qu'en recueillant et en analysant le rayonnement qu'ils envoient.
    Le travail de l'astronome peut être spécifié par les objets qu'il étudie ou par les techniques et les méthodes qu'il emploie :
    - le soleil, les planètes, les petits corps du système solaire, les planètes extrasolaires, les étoiles (les différents types, leur évolution…), la matière interstellaire, les nébuleuses, la galaxie, les galaxies extérieures, la cosmologie…
    - il peut faire de la mécanique céleste,  de l’astrophysique....
    Il peut être plus particulièrement théoricien, observateur, concepteur d'instruments…
Il peut travailler dans les longueurs d'ondes visibles, radio, utiliser des techniques spatiales.
    La plupart du temps, il travaille dans plusieurs domaines, selon différentes techniques, et utilise plusieurs méthodes.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/tx047.jpg

    On distingue aujourd’hui de grands secteurs ;
        - l’étude du soleil;
        - l’étude des étoiles;
        - l’étude des planètes;
        - l’étude de notre galaxie;
        - l’étude des objets extragalactiques;
        - la cosmologie : l’étude de la structure et de l’origine de l’univers, de ses limites, du big-bang....
    Les techniques d’observation sont diversifiées : dans le visible, l’infra-rouge, l’ultraviolet, les ondes radio, les rayons X et les particules cosmiques.

Quelques chiffres et sites en France :

    L’Union Astronomique Internationale :regroupe. 9000 membres
    La Société Française d'Astronomie et d'Astrophysique comprend 1000 membres
    L’Observatoire de Paris-Meudon : 230 chercheurs et 410 Ingénieurs, techniciens et administratifs. : trois sites : Paris dans le 14ème, Meudon et le radio télescope de Nançay, près de Bourges.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Hteprovence.jpg

    L’Observatoire de Haute Provence, à 650 mètres d’altitude, près de Manosque est resté pendant longtemps le plus important d’Europe  avec depuis 1958 le télescope de 1,93 m de diamètre qui a permis la découverte en 1995, de la première planète hors système solaire.
Ci dessous une photo de son télescope

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/HteProvtelescope.jpg












http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Picmiditelescope.jpg
   




















L’observatoire en haut du Pic du Midi de Bigorre, à 2 877 mètres d'altitude, dont la première coupole date de 1908, posède le plus grand télescope de France de 2 m de diamètre.
    Je vous recommande d’aller sur le site http://www.picdumidi.com/ et de faire la visite virtuelle. Le panorama est époustouflant. La visite et les documents fort bien faits.




     Voici enfin le site de Nancay, créé en 1955 près de Bourges, grand récepteur destiné à capter les émissions du ciel et notamment du soleil dans le domaine des ondes radio de 30 MHz à 10 GHz, qui fait de nombreuses expérimentation, notamment avec la NASA

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/Nancay-copie-1.jpg
   
Demain je publierai des photos d’autres grands sites d’observation à l’étranger, mais très utilisés aussi par les astronomes français. Puis nous parlerons dans les articles suivants de l'Univers et notamment des galaxies et des étoiles.

<< Page précédente | 1 | 2 | Page suivante >>

lancien

sortir de la tristesse

Créer un podcast