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Catherine TURON Observatoire de Paris-Meudon DASGAL / UMR CNRS 8633 Oser le Savoir Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Cité des Sciences et de l'Industrie.

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1 Catherine TURON Observatoire de Paris-Meudon DASGAL / UMR CNRS 8633 Oser le Savoir Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Cité des Sciences et de l'Industrie Deux satellites pour arpenter la Galaxie DASGAL / UMR CNRS 8633

2 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 2 Où vivons-nous ??? Quel est l'ensemble d'étoiles dans lequel nous vivons ? quelle est sa forme ? quelle est sa dimension ? depuis quand est-il formé ? comment a-t-il évolué ? Est-ce que toutes les étoiles sont comme le Soleil ? Photo Axel Mellinger

3 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 3 Le monde des étoiles et des galaxies Est-ce que toutes les galaxies sont comme la nôtre ? Comment déterminer la distance d'une galaxie lointaine ? Peut-on estimer l'âge d'une étoile ? Ont-elles toutes le même âge ? Qu'y a-t-il d'autre que des étoiles dans une galaxie ? AAT HST VLT AAT HST ESO

4 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 4 à un ensemble d'étoiles irrégulier ? elliptique ? sphérique ? en spirale ? avec une barre ? A quoi ressemble notre Galaxie ?

5 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 5 Le choix du poste d'observation est crucial ! Cette planète est toute sèche, et toute pointue et toute salée. Antoine de Saint- Exupéry

6 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 6 Forme de notre Galaxie dessinée par William Herschel à partir de dénombrements d'étoiles Hypothèses fâcheuses: les étoiles sont réparties uniformément l'espace interstellaire est transparent on observe jusqu'aux confins du système les étoiles ont toutes la même luminosité absolue Manque crucial: des distances correctes W. Herschel, 1785 Soleil

7 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 7 Notre Galaxie : quelle est sa forme ? quelle est sa taille ? 30 kpc ~ années-lumière 9 kpc 1800 Herschell 1900 Kapteyn Soleil 1915 Shapley 90 kpc Galaxies extérieures petites et proches Au cours des siècles...

8 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 8 M83 image (with Sun marked) notre Soleil pourrait être là M 83

9 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 9 Disque Noyau (~ 3 pc) Bulbe (~ 3 kpc) Halo sphérique (> 30 kpc) Amas Globulaires notre Soleil pourrait être là NGC 4565

10 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 10 La détermination des distances dans l'Univers est, par essence, une tâche impossible P.W. Hodge, 1981

11 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 11 Quelle est la distance des étoiles ? AAT VLT NGC 6712 NGC 3293

12 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 12 Distance et parallaxe trigonométrique orbite de la Terre étoiles lointaines D = R / La distance D est de 1 parsec si la parallaxe est de 1 seconde de degré R = 1 unité astronomique (u.a.) Etoile la plus proche : = 0,7, D = 1,2 pc étoile proche D R

13 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 13 Déplacements sur la sphère céleste : parallaxe trigonométrique et mouvement propre

14 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 14 Quelques unités utiles L'année-lumière 1 année-lumière = 9,5 x km Le parsec C'est la distance d'une étoile dont la parallaxe trigonométrique est de 1 seconde de degré. 1 pc = u.a. = 3,1 x km = 3,26 années-lumière L'unité astronomique C'est le rayon de l'orbite circulaire que décrirait autour du soleil une planète de masse négligeable et de révolution 365, jours 1 u.a. = 149,6 x 10 6 km Demi-grand axe de l'orbite terrestre = 1, u.a. Vitesse de la lumière c = ,458 km/s

15 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 15 Ordres de grandeur 30 ' 0, " une fleur sur Mars une micro-seconde de degré ( as) 0,001 " un personnage sur la Lune une milli-seconde de degré (mas)

16 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 16 Extinction et rougissement On voit les étoiles à travers des nuages de poussières ou de gaz. Cela entraîne une diminution de leur luminosité apparente un rougissement

17 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 17 Première mission spatiale d'astrométrie, décidée en 1980 Lancée par Ariane le 8 août 1989 Pas sur une orbite géostationnaire étoiles Des données scientifiques obtenues pendant 37 mois, de novembre 1989 à mars 1993 sur étoiles Précision obtenue : 1 mas Catalogue publié en juin 1997 Incluse dans le programme scientifique de l'ESA en octobre 2000 Prévue entre 2010 et 2012 Lancement par Ariane 5 Orbite: à 1,5 million de km, dans la direction opposée Soleil un milliard d'étoiles Observation de un milliard d'étoiles pendant 5 ans Précision attendue : 10 as à V = 15 D'Hipparcos à GAIA des mesures de distances et de mouvements si précis que de nombreuses idées en sont ou en seront changées Deux missions de l'Agence Spatiale Européenne

18 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON étoiles dans le voisinage solaire jusqu'à la magnitude 12, distances à mieux que 10% 220 pc photométrie en 3 couleurs pas de vitesses radiales aucune galaxie 1 quasar 48 astéroïdes + 3 satellites confirmation de 5 exo-planètes plus d'un milliard d'étoiles dans toute la Galaxie, et au-delà jusqu'à la magnitude millions pc photométrie en 15 couleurs vitesses radiales 1 à 10 millions de galaxies quasars à un million d'astéroïdes ~ exo-planètes d'Hipparcos à GAIA

19 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 19 Les Hyades vues par les parallaxes solHipparcos Gaia

20 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 20 Hipparcos a déjà montré que même les étoiles supposées être à moins de 80 années-lumière du Soleil étaient très mal connues que la densité locale en étoiles était sur-estimée que la distance du Grand Nuage de Magellan était encore très mal connue que beaucoup de distances mesurées au sol étaient sous-estimées, de 10 à 15 %

21 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 21 Hipparcos a déjà montré que les distances d'amas globulaires étaient sous- évaluées que leurs âges étaient sur-évalués (max = 12 à 14 milliards d'années) contradiction levée entre l'âge de l'Univers et l'âge des objets les plus vieux de notre Galaxie 47 Tuc

22 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 22 avec Gaia, on espère obtenir la détection de quelques planètes extra-solaires la luminosité, l'état d'évolution et les caractéristiques physiques d'étoiles de toutes les parties de la Galaxie la structure et l'histoire de notre Galaxie une distance précise des Nuages de Magellan la découverte systématique de tous les objets du système solaire et de tous les objets extragalactiques jusqu'à la magnitude 20 des tests de la relativité générale un recensement complet du voisinage solaire (jusqu'aux naines brunes)

23 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 23 La Galaxie vue par Gaia

24 Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON 24 Adresses sur la toile Hipparcos Gaia français Astronomie Amateurs Société Astronomique de Francehttp://www.iap.fr/saf/ Ciel et Espacehttp://www.cieletespace.fr/ Sky and Telescopehttp://www.skypub.com/ Photos du ciel ESO Anglo-australian Observatory Hubble Space Telescope A. Mellinger


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