La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Histoire deau et de poussière La molécule deau, du Big-bang à notre verre François Sibille Académie des Sciences, Belles-lettres et Arts de Lyon 4 décembre.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Histoire deau et de poussière La molécule deau, du Big-bang à notre verre François Sibille Académie des Sciences, Belles-lettres et Arts de Lyon 4 décembre."— Transcription de la présentation:

1 Histoire deau et de poussière La molécule deau, du Big-bang à notre verre François Sibille Académie des Sciences, Belles-lettres et Arts de Lyon 4 décembre 2012

2

3 Tableau périodique des éléments … juste après le Big-Bang … 75% 25%

4 … Et après quelques dizaines de millions dannées

5 … Et après quelques centaines de millions dannées

6 Mirage gravitationnel : un télescope géant, naturel et gratuit

7 HST Mirage gravitationnel : un télescope géant, naturel et gratuit Beaucoup dannées lumière HST

8 Mirage gravitationnel : un télescope géant, naturel et gratuit HST Beaucoup dannées lumière

9 Un « quasar » très humide : APM Seulement 1,7 milliard dannées après le Big-Bang images NASA Concept « artistique » Tel quil apparaît en rayons X

10 75% H 24 % He, 1% Traces C, N, 0 etc. Atomes « lourds » Fabriqués dans les étoiles Diffusés dans le milieu 50% de la masse dune galaxie Mais trop dilué pour former des molécules Très inhomogène MILIEU INTERSTELLAIRE DIFFUS Gaz raréfié : 10 atomes / cm 3 Pas très froid : 100K (-173 °C)

11 1000 à atomes/cm 3 Rassemblement par la gravité « Nuages » Années lumière Masse du Soleil Les nuages denses Equilibre hydrostatique Sir James Hopwood JEANS( )

12 Et la poussière ! Petits grains : ~ 1 micron Suie (graphite) Poussière de roche (Silicate) Composant mineur : < 1% de la masse du Milieu interstellaire 1 grain pour atomes Rôles très importants en Astrophysique

13 Rougissement : Absorbe plus le bleu que le rouge Transparent à linfrarouge Refroidissement : Par émission de photons infrarouges Rôles de la poussière Coucher de Soleil

14 Les étoiles vieillissantes empoussièrent lespace Image du disque par interférométrie au VLT image : Xavier Haubois (Observatoire de Paris) et al. 2 cm à 200 km Bételgeuse Première historique Première image du disque Dune étoile autre que le Soleil

15 st35gm04n26_I1blm Simulation numériques par Bernd Freytag (CRAL-ENSL) très accéléré : épisode de 7 ans Les étoiles vieillissantes empoussièrent lespace Image du disque Par interférométrie au VLT image : Xavier Haubois (Observatoire de Paris) et al. 2 cm à 200 km Bételgeuse ( Orionis)

16 Les étoiles vieillissantes empoussièrent lespace coronographe Bételgeuse, létoile masquée par « Coronographie »

17 RETOUR AU MILIEU INTERSTELLAIRE DENSE

18 Grains à labris des UV Très froids K Nuages denses : Complètement opaques Très froids : 10K (-263 °C) molécules.com Chimie dans les nuages denses :

19 Les atomes du gaz se collent à la surface des grains H H HH H H H H H O O O N O N N N C C C C C H H N O O C C N N

20 Adsorption + Formation de molécules couche de glace C+O CO O+H OH H+H H 2 OH+H H 2 O C+H CH etc CO+O CO 2 CO OH H2OH2O CO 2 NH 3 OH CO 2 H2OH2O H2OH2O NH 3 H2H2 H2H2 Croissance des grains

21 Adsorption + Formation de molécules couche de glace C+O CO O+H OH H+H H 2 OH+H H 2 O C+H CH etc CO+O CO 2 CO OH H2OH2O CO 2 NH 3 OH CO 2 H2OH2O H2OH2O NH 3 H2H2 H2H2 Croissance des grains CH 3 -CH 2 -OH

22 Adsorption + Formation de molécules couche de glace C+O CO O+H OH H+H H 2 OH+H H 2 O C+H CH etc CO+O CO 2 CO OH H2OH2O CO 2 NH 3 OH CO 2 H2OH2O H2OH2O NH 3 H2H2 H2H2 Croissance des grains Glycine Alanine CH 3 -CH 2 -OH

23 Quand un grain sort du nuage … Turbulences Retour du grain au milieu diffus Les étoiles le réchauffe Sublime la glace Photodissociation des molécules : H photon UV OH + H Autre scénario possible …

24 The_Process_of_Triggered_Star_Formation(co nverted).avi Démarrage auto Fragmentation du nuage Collapse des fragments Formation un groupe de nouvelles étoiles

25 Amas des Pléiades

26 Retour sur leffondrement dun fragment

27 CG m r V x m V r = Moment cinétique dune particule

28 CG m r V x m V r = Moment cinétique dune particule m V r = Moment cinétique dun fragment

29 solar_system_cloud_collapse_avi.mpg CG m r V x m V r = Moment cinétique dune particule m V r = Moment cinétique dun fragment Conservation de m V r

30 image NASA/ESA Lessentiel de la masse va dans létoile : nouvel équilibre hydrostatique Le reste va dans un disque en orbite autour de létoile Le disque «absorbe» le moment cinétique Le disque refroidit et « coagule » en planètes Vidéo JPL/NASA jpl-formation-ss-from-disk-ssc v2_full.avi

31

32

33 T>1000 K T <100K Température décroissante Planètes telluriques : Mercure Vénus Terre Mars Planètes joviennes : Jupiter Saturne Uranus Neptune Ceinture de Kuiper Réserve des noyaux de comètes Sec Un peu deau Beaucoup de glace

34 Solide (glace) Gazeux (vapeur) Liquide 1 atm 0°C 273 K 100°C 373 K Pression Température 0,01 atm

35 Solide (glace) Gazeux (vapeur) Liquide 1 atm 0°C 273 K 100°C 373 K Pression Température 0,01 atm x Mars

36 Solide (glace) Gazeux (vapeur) Liquide 1 atm 0°C 273 K 100°C 373 K Pression Température 0,01 atm x Mars x Vénus

37 0,02% de la masse de la Terre Toute cette eau est elle dorigine ?

38 Dhttp://lasp.colorado.edu/~bagenal Température (°C) La Terre retient bien son eau

39 Croissance de la « Constante solaire » Le Soleil chauffe de plus en plus ! 1,5 Milliard d'années Leffet de serre semballe Température moyenne dépasse 50 °C 2012 L'eau des océans s'évapore 170° 100° 50° 0° -70° Masse de leau des océans Age Soleil (milliard d'années) "Constante solaire" Mais ça ne durera pas toujours

40 Europa Les planètes (lunes) banquises

41 Ganymède

42 Geysers dEncelade Encelade (Saturne)

43 Le « Modèle de Nice » ou « Grand Bombardement tardif » (LHB)

44 Neptune passe au-delà dUranus Le nuage des planétésimaux « glaçons » est dispersé Les planètes sont moins serrées Restructuration du Système solaire

45 ? Seule au monde ?

46

47 icy_planetesimals_(converted).mpg planetesimal_collisions_(converted).mpg Près de létoile Loin de létoile Mercure Vénus Terre Mars Astéroïdes Plutino Ceinture de Kuiper Nuage dOort entre les deux + Jupiter Saturne Neptune Uranus Glace des grains + matériaux organiques: conservés à partir de Jupiter

48

49 role-du-soleil-de-la-vapeur-d-eau-et-des-nuages-dans-ses-calculs-de-prevision-du-climat- de-la-terre-dans-un-siecle.html

50

51

52 planet-migration-armitage.wmv

53 Venera 15

54 G6. Infrared Radiation and Planetary Temperature Climate Clash.htm

55 extension asymétrique extension symétrique pliage vertical pliage horizontal(dégénéré)

56 Vitesse moyenne des molécules à la température T : distribution de Boltzmann énergie cinétique moyenne = kT = ½ mv 2 Fraction de la population Vitesse de libération : v ech = (2GM/(a+h)) 1/2 Si v mol > v ech une molécule de mouvement dirigé vers le haut peut séchapper dans lespace

57 Régions denses Nuages complètement opaques Mélange avec de la poussière MILIEU INTERSTELLAIRE DENSE : atomes/cm 3

58 Représentation traditionnelle !

59 Les vieilles étoiles empoussièrent le milieu interstellaire Le rayonnement Infrarouge des grains a révélé leur nature Grains de « graphite » (suie) Grains de silicates Taille typique : 0,05 à 1 µm 1% de la masse du gaz dans le MIS

60 Rayonnement de la poussière dans linfrarouge

61 PAH 100 atomes

62 Rayonnement de la poussière dans linfrarouge Très petits grains chauffés transitoirement

63 Rayonnement de la poussière dans linfrarouge Gros grains K

64

65 Trainée de poussière derrière létoile géante MIRA ( o Ceti)


Télécharger ppt "Histoire deau et de poussière La molécule deau, du Big-bang à notre verre François Sibille Académie des Sciences, Belles-lettres et Arts de Lyon 4 décembre."

Présentations similaires


Annonces Google