Les unités de mesure en astronomie d’observation

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1 Les unités de mesure en astronomie d’observation

2 Plan Notation scientifique Unités de mesure Mesure angulaire Distance
Masse Vitesse Temps Mesure angulaire

3 1. Notation scientifique
Les nombres manipulés en astronomie sont souvent très longs à écrire de manière habituelle. Par exemple, l’âge de l’Univers est d’environ années. Afin de faciliter l’écriture de tels nombres, les astronomes utilisent une notation particulière, la notation scientifique. Pour exprimer l’âge de l’Univers en notation scientifique on utilise des puissances de dix précédées, si nécessaire, d’un facteur multiplicatif: 1,37 x 1010 années soit 13,7 milliards d’années !.

4 Préfixes courants représentant les puissances de 10
10-9 = 0, Un milliardième (nano) 10-6 = 0, Un millionième (micro) 10-3 = 0, Un millième (milli) 100 = Un 103 = Mille (kilo) 106 = Un million (méga) 109 = Un milliard (giga)

5 2. Les unités en astronomie
Masse Distance et dimension Dimension angulaire Temps Vitesse

6 2.1. Masse des étoiles et des galaxies
Notre Soleil a environ une masse de : Cette masse sert de référence pour mesurer les autres masses qui sont exprimées comme multiples kg 1 M = 1,99 x 1030 kg 

7 Exemples Cette pouponnière d’étoiles contient quelques milliers d’étoiles. La masse des plus brillantes est d’environ 100 M . Dans les galaxies semblables à la Voie lactée, on compte environ 100,000,000,000 étoiles. Ainsi, la masse typique d’une galaxie est de 1011 M .

8 2.2. Dimensions et distances

9 2.2.1. Taille d’étoiles et de planètes
diamètre solaire: 1,4 x 106 km diamètre terrestre: 1,3 x 104 km

10 2.2.2. Petites distances : L’unité astronomique (au)
On se sert de la distance Terre-Soleil comme d’un étalon, que l’on nomme unité astronomique. L’unité astronomique est la distance moyenne entre la Terre et le Soleil: (1,496 x 108 km).

11 Distance moyenne entre les planètes et le Soleil en unités astronomiques.
Distance (ua) Mercure 0,4 Vénus 0,7 Terre 1 Mars 1,5 Jupiter 5,2 Saturne 9,5

12 Avec cette unité, la distance de la Terre au Soleil vaut 1
40 30 19 9,5 5,2 Si on exprime les autres distances en UA, cela permet de les comparer à la distance Terre-Soleil 1,5 1 0,72 0,4

13 2.2.3. Grandes distances : l’année-lumière
Utilité : Puisque l’étoile la plus près du Soleil est à 4 x 1013 km du Soleil, les astronomes utilisent d’autres unités pour mesurer des distances. Soleil

14 L’année-lumière (a.l) Une année-lumière est définie comme la distance parcourue par la lumière en un an soit 9,46 x 1012 km ou UA. L’étoile la plus près du Soleil est à environ 4,2 a.l. Soleil

15 Distance en a.l. de la Terre
Quelques distances Objet Distance en a.l. de la Terre Lune 1,3 seconde-lumière Soleil 8 minutes-lumière Pluton 6,7 heures-lumière Proxima du Centaure 4,2 a.l. Centre de la Voie lactée a.l. Galaxie d’Andromède a.l. Horizon cosmique a.l.

16 2.2.4. Une autre unité : Le parsec (pc)
Idée : Définition : Le parsec est défini comme la distance d’une étoile ayant une parallaxe annuelle de 1 seconde d’arc. (3,24 a.l, ou 3,1 x 1013 km).

17 Le parsec (pc) : mesure Voici la relation simple utilisée afin d’obtenir la distance en parsec (pc)

18 Exemple : Distance galactique
Diamètre de notre galaxie 80 kpc. Nous sommes situés à 8 kpc du centre de la Voie Lactée.

19 Exemple : Distance intergalactique
Dimension du groupe de galaxies regroupant la Voie lactée (Amas Local) r = 1Mpc. Soit Km !

20 Ordonnée du plus petit (1) au plus grand (5) les objets suivants
Dimension d’une galaxie typique 1 année-lumière 1 parsec Distance de l’étoile la plus près (à part le Soleil) Dimension de l’orbite de Neptune

21 2.3. Quelques vitesses en astronomie
Vitesse d’une étoile p/r aux autres ∼ 10 km/s Vitesse relative d’une étoile p/r au centre de la galaxie ∼ 250 km/s Vitesse relative d’une galaxie p/r aux autres galaxies ∼ km/s

22 2.4. Temps La Terre est vieille ∼ 4,6 milliards d’années
Notre Galaxie est très vieille ∼ 10 milliards d’années L’Univers est très très vieux ∼ 13,6 milliards d’années

23 3. Mesure angulaire Les astronomes utilisent des mesures angulaires afin de préciser les postions et les dimensions des astres. Cercle complet 360°

24 Mesure angulaire (suite)
On utilise comme unité de base le degré º Le cercle complet: 360º Un angle droit: 90º Distance angulaire mesure le nombre de degrés séparant deux objets sur la sphère céleste. Diamètre angulaire ou dimension angulaire est le nombre de degrés d’un côté à l’autre d’un objet céleste. Le diamètre apparent de la Lune est 0,5º (1/2º ) Le diamètre angulaire du Soleil est également 0,5º (1/2º )

25 Observation La Grande Ourse (Ursa Major) Dubhe (l’ours en arabe) Merak
(les reins de l’ours)

26 Observation

27 Déterminez le diamètre apparent de l’objet ci-dessous
Déterminez le diamètre apparent de l’objet ci-dessous. Votre réponse dépend de la distance qui vous sépare de l’objet

28 Mesures angulaires (suite)
1º = 60 minutes d’arc = 60' 1' = 60 secondes d’arc = 60” Soit 1º = 60 x 60 = secondes d’arc = 3 600''