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INITIATION A L'ASTRONOMIE Joseph Kremeur 18 février 2009.

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1 INITIATION A L'ASTRONOMIE Joseph Kremeur 18 février 2009

2 2 Initiation à l'astronomie 1 - Architecture de l'Univers 2 - Phénomènes astronomiques 3 - Constellations 4 - Les étoiles 5 - Cosmologie 6 - Notions avancées 7 - Instruments d'observations 8 - Histoire de l'astronomie 9 - Missions spatiales récentes

3 3 1 - Architecture de l'Univers Les distances en astronomie Le spectre électromagnétique Le Système Solaire Les galaxies Les amas de galaxies Les Superamas de galaxies

4 4 Distances en astronomie le kilomètre (km) l'unité astronomique (UA) = distance moyenne Terre – Soleil = km l'année lumière (al) = distance parcourue par la lumière en un an = UA = milliards km le parsec (pc) = distance à laquelle on voit le rayon de l'orbite terrestre sous un angle de 1" = 3,26 al = milliards km

5 5 Le spectre électromagnétique le spectre complet – ondes radio, micro-ondes – infra-rouge – lumière visible – ultra-violet – rayons X, rayons gamma la fenêtre atmosphérique

6 6 Le Système Solaire Généralités Le Soleil Planètes et satellites Planètes naines Astéroïdes Comètes Météorites Astroblèmes

7 7 Généralités composition système planétaire orbites planétaires dimensions relatives des planètes – la Terre dans lUniversla Terre dans lUnivers distances des planètes au Soleil – planètes intérieuresplanètes intérieures – planètes extérieuresplanètes extérieures

8 8 Le Soleil (1) structure interne –noyau, zone radiative, zone convective –photosphèrephotosphère –chromosphèrechromosphère –couronne solairecouronne solaire –taches solairestaches solaires –protubérancesprotubérances –en rayons Xen rayons X distance à la Terre = 150 millions km diamètre = km volume = fois la Terre rotation à l'équateur = 25 jours

9 9 Le Soleil (2) les trous coronaux le champ magnétique le cycle undécenal (11 ans) –minimum solaire (28/01/2004)minimum solaire –maximum solaire (25/10/2000)maximum solaire –le nombre de Wolf : R = k (t + 10g)le nombre de Wolf –le minimum de Maunder ( )le minimum de Maunder

10 10 Planètes et satellites (1) Mercure –distance au Soleil = 58 millions km –diamètre = km –révolution = 87 jours –rotation = 59 joursrotation –bassin Caloris = 1300 km (vu par Messenger)bassin Calorisvu par Messenger –volcanismevolcanisme Vénus –distance au Soleil = 108 millions km –diamètre = km –révolution = 225 jours –rotation = 243 jours (rétrograde) –photo du sol (Venera 13)photo du sol (Venera 13) –volcanismevolcanisme

11 11 L'orbite terrestre l'ellipse – excentricité, foyer, demi-grand axe les saisons – périhélie, aphélie,périhélie, aphélie, – équinoxe, solsticeéquinoxe, solstice éléments orbitaux – écliptique, inclinaison, obliquitéobliquité – point vernal, nœud ascendantpoint vernal – longitude du nœud ascendant – argument de latitude du périhélie

12 12 Planètes et satellites (2) Terre –distance au Soleil = 150 millions km –diamètre = km –rotation = 23 h 56 mn Lune –distance à la Terre = km –diamètre = km –rotation = 27,3 jours –nomenclaturenomenclature –face cachée, cratères (Copernicus)face cachée(Copernicus) –phases de la Lunephases de la Lune

13 13 Planètes et satellites (3) Mars – photo rapprochée – photo du sol - atmosphèreMars photo rapprochée photo du solatmosphère – distance au Soleil = 228 millions km – diamètre = km – révolution = 1,9 an – rotation = 24,6 h – Olympus MonsOlympus Mons – Valles MarinerisValles Marineris – vie sur Marsvie sur Mars – 2 satellites Phobos Deimos

14 14 Planètes et satellites (4) Jupiter – distance au Soleil = 778 millions km – diamètre = km – révolution = 11,9 ans – rotation à l'équateur = 10 h – la Tache Rougela Tache Rouge – les anneauxles anneaux – 63 satellites : les galiléens : Io (volcanisme - orbite), Europe, Ganymède, CallistoIovolcanismeorbiteEurope GanymèdeCallisto Amalthée Amalthée

15 15 Planètes et satellites (5) Saturne – vue dessousSaturnevue dessous – distance au Soleil = millions km – diamètre = km – révolution = 29,5 ans – rotation à l'équateur = 10,6 h – les anneaux – anneau Fles anneauxanneau F – 60 satellites :satellites intérieurs : Mimas, Encelade, Téthys, DionéMimasEnceladeTéthysDioné extérieurs : Titan (surface), Rhéa, Hypérion, JapetTitansurfaceRhéa HypérionJapet Epiméthée, Phoebé EpiméthéePhoebé

16 16 Planètes et satellites (6) Uranus – distance au Soleil = millions km – diamètre = km – rotation à l'équateur = 17 h – période de révolution = 84 ans – obliquité = 98° – les anneauxles anneaux – 27 satellites : Ariel, Umbriel, Titania, Obéron, MirandaArielUmbrielTitaniaObéronMiranda Ophelia, Cordelia Ophelia, Cordelia

17 17 Planètes et satellites (7) Neptune – distance au Soleil = 30 UA – diamètre = km – révolution = 164,8 ans – rotation à l'équateur = 16 h – période de révolution = 165 ans – les anneauxles anneaux – 13 satellites : Triton, NéréideTritonNéréide Naiad,.....Naiad

18 18 Planètes naines (1) Pluton – distance au Soleil = 39 UA – diamètre = km – rotation = 6 jours (rétrograde) – période de révolution = 248 ans – excentricité = 0,25 – 3 satellites : Charon + 2 découverts en 2005 (Nix et Hydra)Charon2 découverts en 2005

19 19 Planètes naines (2) Cérès (975 km)Cérès Eris (2.400 km)Eris –un satellite : Dysnomia Makemake (1.300 – km)Makemake Haumea (1.500 km)Haumea –2 satellites : Hiiaka – Namaka plutoïde = planète naine transneptunienne

20 20 Astéroïdes (1) loi de Titius-Bode nomenclature la ceinture principale – Cérès, Pallas, Vesta, Ida, Gaspra, Mathilde, KleopatraCérèsPallasVestaIdaGaspraMathilde Kleopatra – les familles d'Hirayama, les lacunes de Kirkwoodles familles d'Hirayama, les lacunes de Kirkwood – les NEO (Near-Earth Object) – les géocroiseursNEO les groupes Aten, Apollo (Castalia), Amor (Eros)CastaliaEros Cruithne les Troyens – vue généraleles Troyensvue générale les Centaures (5-30 UA) ex : ChironChiron

21 21 Astéroïdes (2) la ceinture de Kuiper (30-55 UA)la ceinture de Kuiper – les TransneptuniensTransneptuniens les plutinos (ex : Ixion, Orcus) les cubewanos – ex : Quaoar (1300 km)Quaoar Sedna :Sedna –diamètre = 1500 km –positionposition le nuage d'Oort

22 22 Comètes (1) structure - photostructurephoto orbites nomenclature exemples –comète de Halley en 1986 le noyau –comète Enckecomète Encke

23 23 Comètes (2) –comète Hale-Boppcomète Hale-Bopp –comète Westcomète West –Shoemaker-Levy 9 fragmentation impacts sur Jupiter –noyau de Wild 2noyau de Wild 2 –noyau de Borrellynoyau de Borrelly –fin d'une comètefin d'une comète –impact sur Tempel 1impact sur Tempel 1

24 24 Météorites (1) terminologie –étoile filante = météore : phénomène lumineuxétoile filante –météoroïde = météoride : objet initial –météorite : ce qui parvient au sol –bolide : gros météorebolide –pluie d'étoiles filantes = essaim météoritiquepluie d'étoiles filantes –radiant : origine dans le cielradiant

25 25 Météorites (2) différents types –aérolithe = météorite pierreuseaérolithe –sidérite = météorite ferreuse = fersidérite –lithosidérite = sidérolithe = météorite mixtelithosidérite essaim météoritique –les Perséideses Perséides –les Leonidesles Leonides origine des météorites –écliptique –planétaire –cométairecométaire –Lune ou MarsMars

26 26 Astroblèmes Météorite Hoba –trouvée en Namibie en 1920 (60 tonnes) Dôme de Vredefort (300 km)Dôme de Vredefort Météor Crater (1200 m)Météor Crater Rochechouart – Chassenon (23 km)Rochechouart – Chassenon météorite de Chicxulub (Yucatan)météorite de Chicxulub astroblème de Ries (Allemagne) (24 km)astroblème de Ries réservoir de Manicouagan (72 km)réservoir de Manicouagan événement de la Toungouska (en 1908)événement de la Toungouska –situation géographiquesituation géographique

27 27 La Voie Lactée (1) Généralités –vue de face – vue de profilvue de facevue de profil –diamètre = al –épaisseur = al –masse = 750 à milliards de masses solaires –position du Soleilposition du Soleil al du centre – 45 al du plan galactique vitesse = 250 km/s durée de révolution = 226 millions d'années le noyau de la Galaxie –Sagittarius ASagittarius A

28 28 La Voie Lactée (2) les étoiles –5.000 à étoiles à l'oeil nu –10 milliards avec des instruments –200 à 400 milliards dans notre Galaxie les amas d'étoiles –amas globulaires (ex : Oméga du Centaure)Oméga du Centaure –amas galactiques ou ouverts (ex : M 50)M 50 –amas remarquables Hyades (Mel 25)Hyades Pléiades (M 45)Pléiades Pléiades Australes (IC 2602)Pléiades Australes 47 Tucanae (NGC 104)47 Tucanae Grand Amas d'Hercule (M 13)Grand Amas d'Hercule

29 29 La Voie Lactée (3) les nébuleuses –nébuleuses obscures (ex : Tête de Cheval)Tête de Cheval –nébuleuses diffuses (ex : nébuleuse d'Orion)nébuleuse d'Orion –nébuleuses planétaires (ex : Annulaire de la Lyre)Annulaire de la Lyre –rémanents de supernova (ex : nébuleuse du Crabe)nébuleuse du Crabe –nébuleuses remarquables le Serpent (Barnard 72)le Serpent la Tête de Sorcière (IC 2118)la Tête de Sorcière le Spirographe (IC 418)le Spirographe la Tranche de Citron (IC 3568)la Tranche de Citron l'Aigle (M 16)l'Aigle la Fourmi (Menzel 3)la Fourmi la Trifide (M 20)la Trifide l'Oeil de Chat (NGC 6543)l'Oeil de Chat

30 30 Les galaxies (1) classification de Hubble –les galaxies elliptiques (E0 – E7) ex : M 110M 110 –les galaxies lenticulaires (S0) – ex : M 86M 86 –les galaxies spirales structure : face - profilefaceprofile normales (Sa – Sc) - ex : M 74M 74 barrées (SBa – SBc) – ex : NGC 1365NGC 1365 –les galaxies irrégulières (Ir I – Ir II) ex : NGC 4449NGC 4449 –les galaxies particulières – ex : NGC 4650NGC 4650 les quasars

31 31 Les galaxies (2) galaxies remarquables –la Roue de Charrette (ESO 350-G040)la Roue de Charrette –la Roue Foraine (M 99)la Roue Foraine –la galaxie d'Andromède (M 31)la galaxie d'Andromède –la galaxie du Triangle (M 33)la galaxie du Triangle –le Cigare (M 82)le Cigare –Virgo A (M 87)Virgo A –le Sombrero (M 104)le Sombrero –la Baleine (NGC 4631)la Baleine –le Tourbillon (M 51)le Tourbillon –Pinwheel (M 101)Pinwheel –le Têtard (Arp 188)le Têtard radio-galaxies –Cygnus A (3C 405)Cygnus A –Centaurus A (NGC 5128)Centaurus A

32 32 Les amas de galaxies (1) le Groupe Local –5,3 millions al –46 membres Voie Lactée galaxie d'Andromède galaxie du Triangle Grand Nuage de Magellan Petit Nuage de Magelan galaxies naines (ex : Pegassus, SagDEG)PegassusSagDEG l'Amas Virgo –centre situé à 65 millions al –plus de galaxies –centré sur Virgo A (M 87)Virgo A

33 33 Les amas de galaxies (2) amas de galaxies remarquables –le Sextet de Seyfert (NGC 6027)le Sextet de Seyfert –la Quintette de Stephanla Quintette de Stephan –l'amas Comal'amas Coma –Hickson 87 (HCG 87)Hickson 87 les superamas de galaxies –le Superamas Virgo-Coma 16 amas de galaxies –le Superamas LeoSuperamas Leo 9 amas de galaxies le Grand Attracteur

34 Phénomènes astronomiques Phases de la Lune Phénomènes planétaires Les marées Les éclipses Les aurores polaires Les mouvements de la Terre et de la Lune

35 35 Phases de la Lune La lunaison Nouvelle Lune Premier croissant Premier Quartier Lune gibbeuse croissante Pleine Lune Lune gibbeuse décroissante Dernier Quartier Dernier croissant

36 36 Phénomènes planétaires conjonction et opposition – conjonction inférieureconjonction inférieure – conjonction supérieureconjonction supérieure – conjonction d'une planète supérieureconjonction d'une planète supérieure – oppositionopposition élongation – maximum pour Mercure = 28°maximum pour Mercure – maximum pour Vénus = 47° occultation – immersion – émersion transit devant le Soleil –MercureMercure –VénusVénus

37 37 Les marées phénomène des marées marées de mortes et vives eaux

38 38 Les éclipses éclipses de Soleil – éclipse totaleéclipse totale – éclipse annulaireéclipse annulaire – éclipse partielleéclipse partielle – éclipse totale visible partiellementéclipse totale visible partiellement – ligne de centralitéligne de centralité éclipses de Lune – éclipse totaleéclipse totale – éclipse partielleéclipse partielle – éclipse par la pénombreéclipse par la pénombre

39 39 Les aurores polaires la magnétosphère aurores boréales – photo 1photo 1 – photo 2photo 2 – photo 3photo 3 – photo 4photo 4 aurores australes sur Jupiter et Saturne

40 40 Mouvements de la Terre et de la Lune la précession des équinoxes –cercle de 23°26' en anscercle –l'étoile polairel'étoile polaire la nutation – ellipse de 9"x7" en 18,6 ans les librations de la Lune – libration diurnelibration diurne – libration en longitudelibration en longitude – libration en latitudelibration en latitude la lumière cendrée

41 Constellations 88 constellations Le zodiaque Les objets de Messier Les catalogues

42 42 88 constellations anciennes représentations l'hémisphère Nord la Grande Ourse –photo viergephoto vierge –photo avec indicationsphoto avec indications –cartecarte alignements d'étoiles –le cercle polairele cercle polaire –au printempsau printemps –en étéen été –en automneen automne –en hiveren hiver

43 43 Le zodiaque ancienne représentation partie du ciel traversée par l'écliptique 13 constellations –12 signes astrologiques + Ophiuchus

44 44 Les objets de Messier de M 1 à M 110M 1M 110 nébuleuses –M 8 : le LagonM 8 –M 27 : l'HaltèreM 27 –M 76 : la Petite HaltèreM 76 amas d'étoiles –M 34 : la SpiraleM 34 –M 53 : le DiadèmeM 53 galaxies –M 77 : Cetus AM 77 –M 63 : le TournesolM 63 –M108 : la Planche de SurfM108 astérisme : M 40M 40

45 45 Les catalogues (1) catalogues historiques –Almageste (cat. d'Hipparque) : 1022 étoiles –Uranometria (Bayer) : 1005 étoiles –Historia coelestis Britannica (Flamsteed) : 3310 étoiles catalogues plein ciel –HR (Harvard Revised) : 9110 étoiles –HD (Henry Draper) : étoiles –SAO (Smithsonian Astrophysical Observatory) : étoiles –BD (Bonner Durchmusterung) : étoiles complété par le CD et le CPD –catalogue astrographique : 4,6 millions d'étoiles –USNO (U.S. Naval Observatory) : objets

46 46 Les catalogues (2) catalogues astrométriques –FK (Fundamental Katalog) - FK1 à FK6 : 3111 étoiles –HIP (Hipparcos) : étoiles –ICRF (International Celestial Reference Frame) : 667 sources radio extragalactiques catalogues spécialisés –ADS (Aitken's Double Stars) : binaires –Gliese - GJ - GI : étoiles jusqu'à 25 pc –étoiles variables (GCVS) –Giclas: mouvements propres de objets

47 47 Les catalogues (3) objets du ciel profond –M (Messier) : 110 objets –NGC (New General Catalogue) : objets –IC I et IC II (Index Catalogue) : objets –B (Barnard) : 349 nébuleuses obscures –PGC (Principal Galaxies Catalogue) –Abell : amas de galaxies –ESO (European Southern Observatory) –IRAS : objets infra-rouges –C (Cambridge) : radio-sources

48 Les étoiles Raies dabsortion et démission Dénomination Magnitudes stellaires Mouvements propres Classification Les étoiles variables Évolution stellaire Les exoplanètes

49 49 Les raies d'émission et d'absorption les raies d'absorption : principeles raies d'absorptionprincipe les raies d'émission : principeles raies d'émissionprincipe le spectre solaire le décalage spectral – effet Doppler-Fizeaueffet Doppler-Fizeau – effet Zeeman – le redshiftle redshift la raie de 21 cm

50 50 Le nom des étoiles nom propre - ex : Sirius = Canicula - PolairePolaire désignation de Bayer –lettre grecque + génitif latin de la constellation –ex : Sirius = α Canis Majoris = α CMa désignation de Flamsteed –nombre entier + génitif de la constellation –ex : Sirius = 9 Canis Majoris = 9 CMa selon le catalogue –Sirius = HR 2491 = HD = SAO = BD = FK5 257 = HIP = IRAS = Sirius selon un astronome – ex : Ross 614, Luyten 726

51 51 Les magnitudes stellaires (1) grandeurs stellaires –de 1 à 6 pour les étoiles visibles magnitudes apparentes (visuelles) –Δ m = 1 => Δ i = 2,5 –Soleil = -27 Sirius = -1,5 Vega = 0 Polaris = +2 –Vénus = -3 à -4,5 Uranus = +6 Pluton = +15 –bougie à km = +21 –visibilité à l'oeil nu = +6 –visibilité du télescope Hubble = +30

52 52 Les magnitudes stellaires (2) magnitudes absolues –magnitude apparente à 10 pc –Soleil : H = +4,8 –Rigel : H = -7 –module de distance = m - H

53 53 Les mouvements propres déformation de la Grande Ourse mouvement spatial = vitesse radiale + vitesse tangentiellemouvement spatial = vitesse radiale + vitesse tangentielle Exemples –étoile de Barnard : D = 6 al – mv = 9,5 – Δ = 10",3 / an (vt = 88 km/s) – vr = -107 km/s – vs = 139 km/sétoile de Barnard –étoile de Kapteyn : D = 12 al – mv = 8,9 – Δ = 8",7 / an (vt = 163 km/s) – vr = +245 km/s – vs = 294 km/s parallaxe séculaire –déplacement apparent des étoiles dû au mouvement spatial du système solaire vers l'apex (à 20 km/s)

54 54 Classification des étoiles (1) classification de Harvard : la température –notation : CS = SxLp (S = classe spectrale, x = sous- classe, L = classe de luminosité, p = particularité) –W : étoiles de Wolf-Rayet - variables éruptives chaudes (plus de °) - ex : WR124WWR124 –O : à ° - bleue – ex : Hatysa (O9)O –B : à ° - bleue claire - ex : Regulus (B7)B –A : à ° - blanche - ex : Sirius (A5)A –F : à 7.500° - jaune claire - ex : Polaris (F7)F –G : à 6.000° - jaune - ex : Soleil (G2)G –K : à 5.000° - jaune orangée - ex : Arcturus (K1.5)K –M : 3.500° - rouge – Betelgeuse (M1)M

55 55 Classification des étoiles (2) classes particulières –L : naines brunes de à 2.000° –T : naines brunes de 1.000° avec du méthane –C : étoiles à carbone - ex : l'étoile cramoisie (R Lep)étoile cramoisie classification MKK : la luminosité –Ia : supergéantes très lumineuses –Ib : supergéantes moins lumineuses –II : géantes lumineuses –III : géantes « normales » –IV : sous-géantes –V : naines (séquence principale) –VI : sous-naines (peu utilisé) –VII : naines blanches (peu utilisé)

56 56 Classification des étoiles (3) diagramme de Hertzprung-Russel (HR) –selon la température et la magnitudeselon la température et la magnitude –répartition des étoiles (cat. Hipparcos)répartition des étoiles types d'étoiles –selon la taille : supergéantes nainessupergéantesnaines –les étoiles multiples (binaires....) binaires optiques - ex : Alcor et Mizarbinaires optiquesAlcor et Mizar doubles visuelles binaires astrométriques - ex : Sirius A et Bbinaires astrométriquesSirius A et B binaires spectroscopiques binaires à éclipses (photométriques)binaires à éclipses binaires serrées

57 57 Les étoiles variables dénomination –les variables pulsantes - ex : les céphéidesles variables pulsantesles céphéides –les variables éruptives – ex : UV CetiUV Ceti –les variables par rotation, - ex : SX ArietisSX Arietis –les variables cataclysmiques - ex : AM HerculisAM Herculis –les variables à éclipses = binaires à éclipses les pulsars = étoile à neutronpulsars –d = 1 million de milliards (1 cm 3 = 1 milliard de tonnes) –pulsar du Crabe (P = 33 ms)pulsar du Crabe –pulsar des Voiles (P = 90 ms)pulsar des Voiles les novae et supernovaenovaesupernovae –nova Cygni 1992nova Cygni 1992 –SN 1987ASN 1987A

58 58 Evolution stellaire réactions nucléaires en fonction de la masse dans le diagramme HR –étoile d'une masse solaireétoile d'une masse solaire –étoile de 20 masses solairesétoile de 20 masses solaires évolution du Soleil évolution comparée dans le temps

59 59 Les exoplanètes = planètes extrasolairesplanètes extrasolaires découverte : 51 Pegasi (40 al) en 1995 nombre (décembre 2008) = 333 méthodes de détection –vitesse radiale –astrométrie –transittransit –effet microlentille gravitationnelleeffet microlentille gravitationnelle –directedirecte

60 Cosmologie Big Bang Évolution de l'Univers Les trous noirs

61 61 Le Big Bang les particules élémentaires chronologie évolution de l'Univers –la récession des galaxies : z = Δλ / λ 0la récession des galaxies –la loi de Hubble : v (en km/s) = H 0.d (en Mpc)Hubble actuellement : H 0 = 50 à 90 –l'expansion de l'Universl'expansion de l'Univers

62 62 Les trous noirs rayon de Schwarzschild : R = 2.G.M / c 2rayon de Schwarzschild sphère des photons image virtuelle exemple : NGC 4261NGC 4261 jets extragalactiques : M 87jets extragalactiquesM 87 lentille gravitationnelle –principeprincipe –imageimage

63 63 6 – Notions avancées Systèmes de coordonnées Aberration de la lumière Mesure des distances Calendriers Révolutions Les points de Lagrange La limite de Roche Le temps

64 64 Systèmes de coordonnées coordonnées horizontales –dépendent du lieu et du temps coordonnées horaires –dépendent du lieu et du temps coordonnées équatoriales –dépendent de la précession des équinoxes et de l'équateur coordonnées écliptiques –dépendent de la précession des équinoxes coordonnées galactiques –la Voie Lactée en coordonnées galactiquesla Voie Lactée en coordonnées galactiques

65 65 Aberration de la lumière aberration annuelle –constante d'aberration = 20",5 aberration diurne –angle max = 0",3 aberration optique –aberration chromatique : principeaberration chromatiqueprincipe –aberration de sphéricitéaberration de sphéricité –aberration de comaaberration de coma réfraction atmosphérique

66 66 Mesure des distances parallaxe diurne : D = R / πparallaxe diurne 3 ème lois de Kepler : a 3 / T 2 = constante = K / (4π 2 M)3 ème lois de Kepler parallaxe annuelle : D (en pc) = 1 / π (en ")parallaxe annuelle parallaxe spectroscopique :parallaxe spectroscopique mv – H = 5logD – 5 méthode du point de convergence –pour les amas ouverts la relation période-luminosité : L = k x Pla relation période-luminosité –certaines étoiles variables la loi de Hubble : D = z x c / H 0la loi de Hubble

67 67 Calendriers (1) calendrier Chaldéen ( ans) –12 mois de 30 jours + 1 mois tous les 6 ans –1 jour en 12 heures calendrier Egyptien ( ans) –réglé sur les crues du Nil et le lever héliaque de Sirius –12 mois de 30 jours + 5 jours - 3 saisons calendrier Chinois –réglé sur le passage du Soleil dans les signes du zodiaque

68 68 Calendriers (2) calendrier musulman –hégire : 16 juillet 622 –12 mois de lunaison (354 ou 355 jours) calendrier Julien –Jules César en 46 avant J.C. –3 années commune de 365 jours + 1 année abondante (366 jours) 365,25 jours calendrier Grégorien –constat en 1582 : équinoxe le 11 mars –Grégoire XIII : jeudi 4 octobre 1582 puis vendredi 15 octobre 1582 –les années séculaires sont communes sauf les multiples de ,2425 jours

69 69 Révolutions (1) révolution sidérale –par rapport aux étoiles –Terre : P = 365 jours 6 h 9 m et 9,7 s –Lune : P = 27 jours 7 h 43 m et 11,5 s révolution synodique –par rapport à la Terre et au Soleil –Lune (lunaison) : P' = 29 jours 12h 44m 02,8s révolution tropique –par rapport au point vernal –Terre : T = 365 jours 5h 48m 48s –Lune : T = 27 jours 7h 43m 4,7s

70 70 Révolutions (2) révolution anomalistique –par rapport au périastre –Terre : P a = 365, jours –Lune : P a = 27, jours révolution draconitique –par rapport au noeud ascendant de l'orbite lunaire sur l'écliptique –Terre : D = 346,62 jours –Lune : D = 27, jours

71 71 Points de Lagrange schéma –L1, L2 et L3 : stabilité dans le plan perpendiculaire à l'axe entre les 2 corps –L4 et L5 = points troyens : stabilité permanente applications –les astéroïdes troyens (sur L4 et L5 de Jupiter)les astéroïdes troyens –Cruithne (sur L4 de la Terre)Cruithne –la sonde SOHO (sur L1 de la Terre)la sonde SOHO –nuages de Kordylewski (L4-L5 de la Lune)

72 72 Limite de Roche Albert-Edouard ROCHE ( )Albert-Edouard ROCHE principe exemples –les anneaux de Saturneles anneaux de Saturne –la comète Shoemaker-Levy 9la comète Shoemaker-Levy 9

73 73 Le temps la rotation de la Terre le temps solaire –l'équation du tempsl'équation du temps –la seconde = 1/86400 du jour solaire moyen le temps atomique international (TAI)le temps atomique international temps légal - temps universel (TU) –en France : TL = TU+1h (TU+2h en été) le jour julien (JJ) –début : 1 er janvier 4713 avant J.C. à midi –1/01/2000 à 12h TU = JJ ,0

74 74 7 – Instruments d'observation L'oeil La lunette astronomique Le télescope les montures Le radio télescope Le coronographe Les observatoires

75 75 L'oeil anatomie les cônes – sensibles aux couleurs les bâtonnets –sensibles à l'intensité lumineuse

76 76 La lunette astronomique principe = réfractionprincipe composants photo grossissement –focale de l'objectif / focale de l'oculaire –maximum théorique = 2,4 x diamètre objectif –maximum pratique = 2 x diamètre de l'objectif –maximum de luminosité : G = D / 7

77 77 Le télescope principe = réflexionprincipe composants principaux types de télescopes –type Newton : détailtype Newtondétail –type Cassegrain : détailtype Cassegraindétail –type Ritchey-Chrétientype Ritchey-Chrétien –type Schmidt : phototype Schmidtphoto les plus grands télescopes –South African Large Telescope – 11,1 mSouth African Large Telescope –Gran Telescopio Canarias – 10,4 mGran Telescopio Canarias

78 78 Les montures les montures azimutales : photomontures azimutalesphoto les montures équatoriales : détailmontures équatorialesdétail –monture allemandemonture allemande –monture anglaisemonture anglaise –monture à fourchemonture à fourche –monture à berceaumonture à berceau –monture en fer à chevalmonture en fer à cheval les montures altazimutalesmontures altazimutales

79 79 Le radiotélescope principe le radiotélescope d'Arecibo – 305 mle radiotélescope d'Arecibo le Green Bank Telescope – 100 mle Green Bank Telescope le VLA (Very Large Array) – 27 x 26 mle VLA (Very Large Array) le radiotélescope de Nançay – 100 mle radiotélescope de Nançay le radiotélescope d'Effelsberg mle radiotélescope d'Effelsberg

80 80 Le coronographe principe photo résultat

81 81 Les observatoires (1) en France –MeudonMeudon –Pic du MidiPic du Midi –Haute ProvenceHaute Provence –Plateau de BuresPlateau de Bures l'Observatoire Européen Austral (ESO) –La Silla (Chili) – 3,6 m + NTTLa SillaNTT –le VLT (Paranal) – 4 x 8,2 mVLT

82 82 Les observatoires (2) Américains –Kitt Peak – 4 mKitt Peak –Cerro Tololo – 4 m + Gemini Sud (8,1 m)Gemini Sud –Hawai (Mauna Kea)Hawai Gemini Nord (8,1 m)Gemini Nord Keck – 2 x 10 mKeck –Palomar – 5 mPalomar Japonais –Subaru – 8,3 mSubaru

83 83 8 – Histoire de l'astronomie Ptolémée Copernic Tycho Brahé et Kepler Galilée Newton Einstein les dernières découvertes

84 84 Ptolémée Hipparque de Nicée ( avant JC)Hipparque de Nicée Claudius Ptolémée (90 – 168)Claudius Ptolémée de Hipparque à Copernic (200 avant JC à 1550) –la rétrogadation de Marsla rétrogadation de Mars –le système de Ptoléméele système de Ptolémée –déférents et épicyclesdéférents et épicycles –l'excentrique –l'équant

85 85 Copernic Nicolaus Copernicus (1473 – 1543)Nicolaus Copernicus le système de Copernic

86 86 Tycho Brahé et Kepler Tycho Brahé (1546 – 1601)Tycho Brahé les observations à Uranibourg Johannes Kepler (1575 – 1630)Johannes Kepler les lois de Kepler

87 87 Galilée Galileo Galilei (1564 – 1642)Galileo Galilei la lunette de Galilée les satellites galiléens le procès de 1632

88 88 Newton Isaac Newton (1642 – 1727)Isaac Newton le télescope de Newton la loi de la gravitation : F = G m 1 m 2 / r 2 la spectroscopie

89 89 Einstein Albert Einstein (1879 – 1955)Albert Einstein la théorie de la relativité : E = m c 2la théorie de la relativité renouveau de la cosmologie –la croix d'Einsteinla croix d'Einstein –univers homogène et isotrope –les trous noirsles trous noirs

90 90 Les dernières découvertes (1) 1801 : premier astéroïde (Cérès) par Giuseppe PiazziCérès 1845 : découverte de Neptune (Le Verrier et Adams) par le calculNeptune 1912 : relation période-luminosité des céphéides (Henrietta Leavitt)relation période-luminosité 1916 : les trous noirs (Karl Schwartzschild)trous noirs 1924 : les galaxies (Hubble)galaxies 1929 : expansion de l'univers (Hubble)expansion de l'univers

91 91 Les dernières découvertes (2) 1930 : le coronographe (Bernard Lyot)coronographe 1930 : Pluton (Clyde Tombaugh)Pluton 1935 : étoiles à neutrons (Zwicky)étoiles à neutrons 1948 : le Big Bang (Bethe)le Big Bang 1950 : nuages d'Oort (Jan Hendrick Oort)nuages d'Oort 1951 : ceinture de Kuiper (Kuiper)ceinture de Kuiper 1958 : ceintures de Van Allenceintures de Van Allen 1965 : rayonnement 3K (Penzias-Wilson)rayonnement 3K 1988 : théories de Stephen HawkingStephen Hawking 1995 : les exoplanètesles exoplanètes

92 92 9 – Missions spatiales récentes étude du Soleil et du Système Solaire étude de la Lune étude des planètes étude des astéroïdes et des comètes satellites d'observation

93 93 Etude du Soleil et du Système Solaire Ulysses (1990)Ulysses orbite polaire du Soleil SoHO (1995)SoHO point de Lagrange L1 de la Terre Genesis (2001)Genesis échantillons de vent solaire dysfonctionnement du parachute

94 94 Etude de la Lune Hiten (1990) : survol et orbiteHiten Clementine (1994) : orbite polaireClementine * imagesimages Lunar Prospector (1998)Lunar Prospector * détection d'eau sur la Lune SMART 1 (2003)SMART 1 * moteur ionique (plus d'un an de trajet) SELENE (2007) : orbite SELENE Change 1 (2007) : orbiteChange 1 Chandrayaan 1 (2008) : orbite

95 95 Etude des planètes (1) Mercure Messenger (2004) : survol en janv.2008,Messengerjanv.2008 oct et sept Orbite en mars 2011 Vénus Magellan (1989) : cartographie radarMagellan Venus Express (2005) : arrivée en 04/2006Venus Express Mars Mars Global Surveyor (1996) : orbite ->2006Mars Global Surveyor Mars 96 (1996) : échec Mars Pathfinder (1996) : robot Sojournerrobot Sojourner

96 96 Etude des planètes (2) Mars Nozomi (1998) : échecNozomi Mars Climate Orbiter (1998) : échec Mars Polar Lander (1999) : échecMars Polar Lander Mars Odyssey (2001) : repérages Mars Express (2003) : perte de Beagle 2Mars Express Spirit (2003) : Mars roverSpirit Opportunity (2003) : Mars roverOpportunity Mars Reconnaissance Orbiter (2005)Mars Reconnaissance Orbiter * mise en orbite le 10 mars 2006 * caméra de 70 cm * première imagepremière image Phoenix Mars Lander (2007) : recherche deau Phoenix Mars Lander

97 97 Etude des planètes (3) Jupiter Galileo (1989) * satellites de Jupitersatellites de Jupiter * atmosphère de Jupiteratmosphère de Jupiter Saturne Cassini (1997) * Huygens sur Titan (2004)Huygens sur Titan * les anneaux de Saturneles anneaux de Saturne Pluton New Horizons (2006)New Horizons * Pluton et Charon en 2015 * ceinture de Kuiper

98 98 Astéroïdes et comètes NEAR (1996)NEAR –MathildeMathilde –Eros : atterrissageErosatterrissage Deep Space 1 (1998) –Braille - comète BorrellyBraillecomète Borrelly Stardust (1999) –comète Wild 2 – retour d'échantillonscomète Wild 2retour d'échantillons Hayabusa (2003) : Itokawa Rosetta (2004) –Steins (2008) – Lutetia (2010) –comète Churyumov-Gerasimenko (2014) Deep Impact (2005) : comète Tempel 1comète Tempel 1 Dawn : Ceres et orbite autour de VestaDawn

99 99 Satellites d'observation IUE (1978) – International Ultraviolet ExplorerIUE IRAS (1983) – Infrared Astronomical SatelliteIRAS COBE (1989) – Cosmic Background ExplorerCOBE Hipparcos (1989) – astrométrie ( étoiles)Hipparcos ROSAT (1990) – X-Rays SatelliteROSAT HST (1990) – Hubble Space TelescopeHST ISO (1995) – Infrared Space ObservatoryISO TRACE (1998) - SoleilTRACE Chandra (1999) – rayons X et gammasChandra Swift (2004) – rayons gammasSwift

100 100 SITES Web (1) catalogues divers –bases de données diverses : –système solaire (NASA) : digited sky survey : –catalogue NGC : –NASA Extragalactic Database : –catalogue d'étoiles : –exoplanètes :

101 101 SITES Web (2) astronomie générale –astro-école : –histoire de l'astronomie : –picture of the day : –introduction à l'astronomie : –techniques d'astronome amateur :

102 102 SITES Web (3) constellations –guide photographique : –cartes du ciel : –photo gallery : –les 88 régions du ciel :

103 103 SITES Web (4) galaxies –http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/CATALOGS/naga.htmlhttp://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/CATALOGS/naga.html astéroïdes –http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/NumberedMPs.htmlhttp://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/NumberedMPs.html comètes –http://www.imcce.fr/page.php?nav=fr/ephemerides/comets/HTM L/francais/Comete.htmlhttp://www.imcce.fr/page.php?nav=fr/ephemerides/comets/HTM L/francais/Comete.html Vénus –http://photojournal.jpl.nasa.gov/targetFamily/Venus?start=0http://photojournal.jpl.nasa.gov/targetFamily/Venus?start=0 Mars –http://marsoweb.nas.nasa.gov/globalData/http://marsoweb.nas.nasa.gov/globalData/ exploration planétaire –http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/chrono.htmlhttp://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/chrono.html

104 104 SITES Web (5) logiciels interactifs –Celestia –Stellarium


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