CLUB D’ASTRONOMIE DU VAL DE SEINE INITIATION Luisa Vallverdu et Jean Leclercq

LES OBJETS DU CIEL visibles à l’œil nu, aux jumelles ou aux télescopes d’amateur

LE SOLEIL, LA LUNE ET LES ÉTOILES

Le Soleil

Carte d'identité

Le soleil n’est qu’une étoile parmi des centaines de milliards C’est une énorme boule de gaz très chaud qui se compose essentiellement d’hydrogène et d’hélium.

Chaque seconde, 4 millions de tonnes d’hydrogène se transforment en hélium par réactions de fusion nucléaire, génératrices d’énergie (chaleur et lumière). Cette énergie se propage vers l’extérieur et réchauffe la terre. Cette lumière met 8 minutes à nous parvenir.

Les explosions solaires

A la surface du Soleil, les explosions donnent naissance à des protubérances, immenses arches de gaz chaud. (film)

La couronne solaire A l’occasion des éclipses, la couronne solaire apparaît.

La Lune

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Révolution de la lune La période de révolution autour de la Terre est d’un mois lunaire. L’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune fait que sa période de rotation sur elle-même est la même que sa période de révolution (rotation synchrone.) La Lune présente donc toujours la même face vers la Terre.

Ses phases La Lune présente à la Terre différents aspects, les phases lunaires.

Lune Cendrée La lumière cendrée est visible quand la Terre, la Lune et le Soleil sont presque alignés. Vue de notre planète, la Lune présente un très fin croissant, mais la Terre, vue de notre Satellite, est en phase pleine et brille pleinement. La lumière du Soleil est réfléchie par la surface de la Terre. C’est la lumière cendrée Cela se produit 2 à 4 jours avant et après la nouvelle lune.

LES PLANÈTES, LE SYSTÈME SOLAIRE

Les planètes Les planètes forment le système solaire. Elles tournent autour du soleil. Elles sont au nombre de 8 : Mercure Vénus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus Neptune (Pluton)

Les planètes Vénus Mercure Lune Terre Mars Jupiter Saturne Neptune Uranus

Les planètes à l’œil nu Certaines planètes sont visibles à l’œil nu dans le ciel. Elles ne sont visibles que vers les horizons Est, Sud et Ouest. Jamais au Nord. La planète la plus brillante est souvent Vénus, appelée aussi, à tort, l’étoile du Berger. Elle est visible en soirée ou le matin avant le lever du soleil.

Les planètes à l’œil nu Jupiter est également très brillant et facile à repérer. Il est visible le soir durant tout l’hiver. Saturne peut être repérée si l’on connaît sa position. Elle brille comme une étoile moyenne. Ne sera visible qu’au printemps. Mars la rouge est aussi facile à observer. Ne sera visible qu’au printemps.

Les planètes à l’œil nu Les planètes ont des compositions différentes. Les unes sont majoritairement constituées de roches ; les planètes telluriques. Les autres sont constituées essentiellement de gaz ; les planètes géantes.

Les planètes telluriques Mercure, Vénus, Terre et Mars. Elles sont plus petites que les planètes gazeuses et sont composées de matériaux à l’état solide. Elles sont proches du Soleil.

Mercure

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Caractéristiques de Mercure Mercure est la planète la plus proche du Soleil. Cette proximité avec le Soleil l’empêche d’avoir une atmosphère. Cette absence d’atmosphère donne lieu à de grands écarts de température (- 180° à + 450°.)

Caractéristiques de Mercure Mercure est très semblable à la Lune ; elle possède de nombreux cratères comme le bassin Caloris dont le diamètre est de 1300 km. Mercure possède un noyau de fer qui occupe la moitié de son volume et les 2/3 de sa masse totale.

Vénus

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Caractéristiques de Vénus VENUS est aussi appelée à tort, Étoile du Berger. C’est le 3ème point le plus brillant du ciel (après le Soleil et la Lune). Vénus possède une atmosphère gazeuse de 100 km d’épaisseur si dense que les rayons solaires ne parviennent jamais à sa surface.

Caractéristiques de Vénus Sur Vénus, les jours sont plus longs que les années. Vénus a un sens de rotation sur elle-même inverse de celui des autres planètes. Ce mouvement est dit rétrograde.

La Terre

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Caractéristiques de la Terre La Terre est, sans aucun doute, la perle du Système Solaire. Son environnement unique a permis l’apparition de l’eau sous tous ses aspects : gazeux, liquide et solide Cette particularité a favorisé l ’apparition de la vie. Les océans couvrent les 2/3 de sa surface.

Mars

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Caractéristiques de la Mars De nombreux volcans témoignent de l’activité géologique de Mars. Les plus grands volcans connus du système solaire se situent sur Mars. Le plus grand d’entre eux se nomme Olympus-month et atteint 27 km d’altitude. Le vent souffle à 150 km/h mais y est à peine perceptible à cause de la faible pression atmosphérique de la planète.

La caldera d’Olympus culmine à 27 km d’altitude et s’étend sur 624 km.

Caractéristiques de la Mars MARS ressemblait fortement à la Terre il y a 4 milliards d’années. Très probablement l’eau ruisselait à sa surface et des mers et des océans existaient dans l’hémisphère sud de la planète. La disparition de l’eau à l’état liquide reste encore une énigme mais est probablement due au refroidissement de la planète.

Les satellites de Mars MARS possède 2 satellites : Phobos (la Peur) et Deimos (la terreur.) Deimos Phobos

Les planètes gazeuses Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Ces planètes sont composées essentiellement de gaz.

Jupiter

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Caractéristiques de Jupiter JUPITER est la première géante gazeuse du système solaire. Ses dimensions font d’elle la plus grosse des planètes. Comme les autres planètes gazeuses, Jupiter est constituée d’hydrogène et en plus petite quantité, d’hélium, le tout sur un noyau rocheux de la taille de celui des planètes telluriques.

Caractéristiques de Jupiter L’hydrogène est présent sous forme liquide et forme un océan de plusieurs milliers de km de profondeur. D’énormes agitations témoignent de la violence des vents sur cette planète. La perturbation la plus importante est celle de la tache rouge surnommée « œil de cyclope ». C’est une sorte d’ouragan géant (30 000 km de diamètre) dont les vents atteignent 800 km/h. Les températures au centre de la planète sont de l’ordre de 25 000° C.

Caractéristiques de Jupiter

Les anneaux de Jupiter Le 5/03/79, la sonde spatiale Voyager 1 découvrait l’existence d’anneaux autour de Jupiter. Au moins 15 fois plus épais que ceux de Saturne, les anneaux de Jupiter sont cependant 10 fois moins larges et mesurent 6500 x 30 km.

Les anneaux de Jupiter Bien que Jupiter soit 2 fois plus proche du Soleil que Saturne, les anneaux sont invisibles depuis la Terre. Ils sont tellement minces qu’il faut user de techniques «infrarouge» pour les mettre en évidence.

Jupiter et ses satellites Jupiter possède 63 satellites connus : les 4 plus gros, dits galiléens. Les 59 autres ont une taille plus faible et sont peu brillants. On ne peut les apercevoir depuis la Terre.

Les satellites Galiléens : Io, Europe Ganymède Callisto

Les satellites Galiléens : Io, Europe Ganymède et Callisto

Saturne

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Caractéristiques de Saturne Planète gazeuse comme Jupiter, elle est constituée en partie d’hydrogène liquide et en moindre proportion, d’hélium. Son noyau est rocheux comme les telluriques. Saturne possède une atmosphère de centaines de km d’épaisseur. Les masses nuageuses entourant la planète sont moins mouvementées que sur Jupiter.

Caractéristiques de Saturne SATURNE semble calme ; peu d’ouragans, appelés « ovale », viennent troubler la quiétude de ses larges bandes. La planète possède de nombreux anneaux. Chaque anneau est constitué de fines particules de glace et de roche retenues par la gravité de Saturne.

Caractéristiques des anneaux Division de Cassini Division de Encke

Les anneaux

Caractéristiques des anneaux Deux anneaux importants (A et B) et un anneau plus faible (C) peuvent être observés de la Terre. L’intervalle entre les grands anneaux est appelé « Division Cassini ». Bien qu’ils semblent solides vus de la Terre, les anneaux sont en fait constitués de milliers de petits éléments, chacun sur son orbite propre. Ils sont d’une taille variant d’un centimètre à quelques mètres.

Caractéristiques des anneaux Les anneaux de Saturne sont extraordinairement minces. Alors qu’ils ont 250 000 km ou plus de diamètre, ils n’ont pas plus de 200 m d’épaisseur. Malgré leur apparence impressionnante, il y a vraiment peu de matière dans les anneaux. Ils semblent être constitués principalement de glace, mais ils pourraient aussi contenir des roches recouvertes de glace.

Les satellites de Saturne Saturne possède 60 satellites. On peut même dire que ce nombre variera encore du fait des découvertes de la sonde Cassini. Mais le plus important de ces satellites est le satellite Titan. En 2005 la sonde Cassini a largué sur Titan la petite sonde Huygens.

Les satellites de Saturne

Les satellites de Saturne

Les satellites de Saturne

Les satellites de Saturne

Les satellites de Saturne

Uranus

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Caractéristiques d ’Uranus URANUS présente une surface bleue uniforme. Elle doit sa couleur bleue à la présence abondante de méthane dans les hautes couches de son atmosphère. Sa composition est différente des autres planètes. Uranus est composée de 15 % d’hydrogène et de peu d’hélium. Son cœur est un amalgame de roches et de glace.

Les satellites d’Uranus Uranus possède 27 satellites.

Les satellites d’Uranus Uranus possède aussi des anneaux.

Neptune

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Caractéristiques de Neptune NEPTUNE est la dernière des planètes gazeuses. Sa composition est très proche de celle d’Uranus. En effet, Neptune est composée d’hydrogène et d’hélium en quantité plus faible. La présence de méthane dans son atmosphère explique sa couleur bleue.

Caractéristiques de Neptune Malgré les nombreux points communs avec Uranus, Neptune a une atmosphère mouvementée. Des bandes sont perceptibles dans son atmosphère. Les vents atteignent les 2000 km/h et figurent parmi les plus puissants du système solaire. La lumière provenant du Soleil met plus de 4 h à lui parvenir.

Les satellites de Neptune 13 satellites tournent autour de Neptune. Ici Triton

Pluton, qui est maintenant une planète naine Charon Pluton

Pluton

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Caractéristiques de Pluton PLUTON est une planète naine très peu connue en astronomie. Son éloignement la rend pour le moment inaccessible.

Caractéristiques de Pluton Pluton est composée à 70 % de glace et à 30 % de roches. Son atmosphère est unique ; elle n’apparaît que lorsque la planète est suffisamment proche du Soleil. Son orbite est très particulière ; elle varie énormément. Pluton passe à 4425 millions de km du Soleil au plus près et à 7375 millions de km au point le plus éloigné.

Les Comètes

Caractéristiques des comètes Une comète est une boule de glace et de poussières de moins de 10 km de diamètre. La plupart des Comètes voyagent autour du Soleil sur une orbite très allongée qui va au-delà de l’orbite de Pluton. Quand une Comète s’approche du Soleil, elle se réchauffe petit à petit ; ses matériaux volatiles commencent à se sublimer, des gaz et des poussières sont alors libérés dans l’espace.

Caractéristiques des comètes Une Comète ainsi activée est constituée : d’un noyau d’une chevelure ou coma d’une queue.

Caractéristiques des comètes LE NOYAU : est un bloc de glace et de poussières (silicates) qui forme le corps de la Comète. C’est un agglomérat de morceaux collés les uns aux autres donnant au noyau une forme irrégulière d’une taille de quelques kilomètres.

Caractéristiques des comètes LA CHEVELURE OU COMA est la partie la plus belle d’une comète observée à l’œil nu. Elle peut atteindre jusqu’à 10 millions de km de long. La chevelure est le résultat du dégazage du noyau quand il s’approche du Soleil. Constituée de gaz et de poussières, la coma entoure le noyau et le cache aux observateurs. Le dégazage est irrégulier, le noyau n ’étant pas homogène. Des zones sont plus ou moins actives sur sa surface, en particulier, des sortes de jets peuvent être décelés.

Caractéristiques des comètes LA QUEUE : C’est la partie de la coma repoussée par le vent solaire et la pression de radiation solaire. La queue peut s’étendre sur plusieurs dizaines de millions de km. On distingue deux types de queue : la queue d’Ions, rectiligne, composée de gaz ionisés par la lumière ultraviolette du Soleil et la queue de poussières, légèrement courbée vers l’arrière de la trajectoire du noyau, composée de petites particules de poussières. Quand la comète s’approche du Soleil, la queue la suit, quand elle s’éloigne, la queue précède la comète.

Les étoiles Les étoiles sont des soleils parfois bien plus gros que le soleil, parfois plus petits.

Les étoiles

Les étoiles forment des constellations La Grande Ourse

Les étoiles forment des constellations La Grande Ourse

LES OBJETS DU CIEL PROFOND VISIBLES AUX JUMELLES ET AUX TELESCOPES D ’AMATEUR

LES CONCENTRATIONS D ’ÉTOILES LES NUAGES DE GAZ LES GALAXIES

LES CONCENTRATION S D ’ÉTOILES : Les amas ouverts Les amas globulaires

Les amas ouverts De nombreux amas ouverts peuvent être repérés soit à l’œil nu, soit aux jumelles. Ils sont spectaculaires et souvent bien plus agréables à regarder avec des jumelles à grands champs (7x50 par exemple).

Les amas ouverts L’amas ouvert de Ptolémée dans le Scorpion

Les amas ouverts L’amas ouvert de Ptolémée dans le Scorpion M 7 est un de plus remarquables amas ouverts d’étoiles du ciel. L’amas, dominé par les brillantes étoiles bleues, est visible à l’œil nu sous un ciel sombre dans la queue de la constellation du Scorpion. M 7 contient environ 100 étoiles au total, est âgé de 200 millions d’années, s’étend sur 25 années lumière et est situé à environ 1000 années lumière de distance. Cette photographie couleur a été prise en 1995 par le télescope Burrel-Schmidt du Kitt Peak National Observatory en Arizona. L’amas d’étoiles M 7 est connu depuis la nuit des temps, il a été remarqué par Ptolémée en l’an 130 avant J.C. Un nuage de poussière sombre est visible en bas de l’image, ainsi que des millions d’étoiles près du centre de la galaxie.

Les amas ouverts L’amas ouvert des Pléiades dans le Taureau

Les amas ouverts L’amas ouvert des Pléiades dans le Taureau C’est le plus célèbre des amas d’étoiles. Les Pléiades sont visibles à l’œil nu, y compris en présence de la pollution lumineuse d’un ciel urbain. Connu aussi sous le nom des Sept Sœurs et M 45, les Pléiades sont l’un des plus brillants et proches des amas ouverts. Les Pléiades contiennent plus de 3000 étoiles qui s’étendent sur seulement 13 années lumière, à environ 400 années lumière du système solaire. On distingue particulièrement bien sur la photographie ci-avant, les reflets nébuleux bleus qui entourent les étoiles brillantes de l’amas.

Les amas ouverts L’amas ouvert Praesepe dans le Cancer

Les amas ouverts L’amas ouvert Praesepe dans le cancer On l’appelle également la Ruche, la crèche ou encore la boîte à bijoux. Praesepe est visible à l’œil nu. Aux jumelles, Praesepe révèle des douzaines d’étoiles. Son repérage est assez facile dès l’instant où l’on connaît la position de la constellation du Cancer.

Les amas globulaires De nombreux amas globulaires peuvent être repérés aux jumelles. Ils sont spectaculaires aussi bien avec des jumelles à grands champs (7x50 par exemple) qu’au télescope. Ils représentent des concentrations d’étoiles importants (plusieurs milliers).

Les amas globulaires L’amas M13 dans Hercule

Les amas globulaires L’amas M13 dans Hercule C’est l’amas globulaire le plus brillant et le plus admiré du ciel boréal. Il contient à peu près un millions d ’étoiles. Son âge est estimé à 10 milliards d’années.

Les amas globulaires L’amas M15 dans Pégase

Les amas globulaires L’amas M15 dans Pégase Les étoiles grouillent autour du centre de l’amas globulaire M 15. Cette boule contient plus de 100 000 étoiles. M 15 est facilement visible avec de simples jumelles. Son centre a la plus forte densité en étoiles connue.

Les amas globulaires L’amas M10 dans Ophiucus

Les nébuleuses planétaires LES NUAGES DE GAZ : Les nébuleuses planétaires Les nuages de gaz

Les nébuleuses planétaires Elles sont la marque des étoiles en fin de vie. Elles sont facilement observables avec des lunettes ou des télescopes, plus difficilement avec des jumelles.

Les nébuleuses planétaires La nébuleuse M57 de l ’anneau dans la Lyre

Les nébuleuses planétaires La nébuleuse M57 de l ’anneau dans la Lyre C’est la nébuleuse planétaire la mieux connue. Il faut au moins un télescope ou une lunette de 10 cm d’objectif pour espérer des détails. Ce n’est pas un simple anneau mais une structure tridimensionnelle complexe. Son étoile centrale, très pale, est visible avec un petit instrument.

Les nébuleuses planétaires La nébuleuse M1 du Crabe dans le Taureau

Les nébuleuses planétaires La nébuleuse M1 du Crabe dans le Taureau C’est les restes d’une étoiles qui a explosé en 1054. Elle était alors visible à l’œil nu en plein jour durant 23 jours et 650 nuits. Il faut au moins un télescope ou une lunette de 20 cm d’objectif pour espérer voir des détails.

Les nébuleuses planétaires La nébuleuse M27 Dumbell dans le Petit Renard

Les nébuleuses planétaires La nébuleuse M27 Dumbell dans le Petit Renard M 27 est un excellent exemple de nébuleuse gazeuse par émission créée lorsqu’une étoile de type solaire vient à manquer de carburant nucléaire en son cœur. La nébuleuse se forme lorsque les couches extérieures de l’étoile sont expulsées dans l’espace, sa luminosité provenant des atomes excités par l’intense, mais invisible lumière ultraviolette de l’étoile mourante. Elle est également connue sous le nom populaire de Nébuleuse des Haltères ou du Diabolo.

Les nuages de gaz Ils sont nombreux et spectaculaires tant aux jumelles qu’aux télescopes. Pour certain d’entre-eux, leur observation est possible même avec un ciel urbain.

Les nuages de gaz La nébuleuse M42 dans Orion

Les nuages de gaz Peu de curiosités astronomiques excitent autant l’imagination que la proche nursery stellaire connue sous le nom de Nébuleuse d’Orion. Le gaz brillant de la nébuleuse entoure les jeunes étoiles chaudes au bord d’un immense nuage moléculaire interstellaire situé à seulement 1500 années lumière. L’image a été contrastée dans le but de mettre en évidence les détails d’Orion de manière spectaculaire. La nébuleuse est facilement repérable dans le ciel et peut être observée avec une simple paire de jumelles (7x50). C’est le spectacle le plus grandiose du ciel d’hiver surtout par une nuit bien noire et une atmosphère stable.

LES GALAXIES

Les galaxies La galaxie M31 dans Andromède

Les galaxies Jusqu’à quelle distance peut-on voir ? L’objet le plus lointain facilement visible à l’œil nu est M 31, la grande Galaxie d’Andromède, à quelque 2 millions d’années lumière de la Terre. Sans télescope cette immense galaxie spirale ne ressemble qu’à un faible nuage nébuleux quelconque dans la constellation d’Andromède. Mais avec un instrument, même modeste, le spectacle est garanti.

Les galaxies Les galaxies M81 et M82 dans la Grande Ourse

Les galaxies Le couple M81, M82 est au centre d’un groupe de 12 galaxies situées à quelque 11 millions d’années lumière de la Terre. Il y a 200 millions d’années, M81 est passée au voisinage de M82. Elles sont reliées par un « pont » gazeux. Elles sont observables même avec un petit instrument.