Le thème général : L’astronomie et les mystères du ciel ÉCOLE CENTRALE DE BUCAREST Le thème général : L’astronomie et les mystères du ciel La problématique : Comment les nouveaux moyens d’observation astronomique révèlent-ils les mystères du ciel ? MODUL D’ENSEIGNEMENT INTERDISCIPLINAIRE:2010-2011

Le sousthème: Les faces cachées des supernovae La problématique: Comment les rayons gamma peuvent-ils nous aider dans la découverte des secrets des supernovae?

Le plan: Présentation générale des supernovae: définition couleurs classification 2. Historique de l`apparition 3.Les rayons utilisées pour l’observation des supernovae: les rayons X , les rayons infrarouges , les rayons gamma 4. Les moyens d`observation: le télescope Hubble le télescope Spitzer l’ observatoire Chandra 5. Présentation du produit final: une maquette illustrant une supernova

1.Présentation générale Définition: Une supernova est : - une explosion complète d’une naine blanche* ou - l'ensemble des phénomènes conséquents à l’implosion d'une étoile massive (supergéante**) dont le cœur s'effondre provoquant une onde de choc très violente qui expulse le gaz des couches extérieures (ce qui laisse les rémanents de supernova). * naine blanche = objet céleste peu lumineux, de petite masse, très compact et dense, représentant l’ultime stade d'évolution des étoiles peu massives. ** supergéante = étoile de grands dimensions et de très grande luminosité ayant une faible densité . Selon leur température elles peuvent être des supergéantes bleues (très chaudes) ou rouges(moins chaudes) Bghnjmk,l

Les couleurs des supernovae: 1.Présentation générale Les couleurs des supernovae: Sont données par la présence des différentes éléments chimiques comme l’hydrogène, le silicium, l’oxygène ,l’argon, le magnésium , etc dans la structure des supernovae. La différence de couleurs est causée aussi par la variation de l’énergie transportée par les ondes de choc (ex: au cas de SN ICC 433 la moitié violet a été crée par une onde de choc rapide 360km/h et l’autre moitié par une onde de choc de 108 km/h)

Les vestiges de la supernova SN ICC 443 observés en rayonnement infrarouge La couleur violet est donnée par les atomes de fer, néon, silicium et oxygène La couleur bleu est donnée par les atomes d’hydrogène

Les vestiges de la supernova N49 observés par le télescope Hubble(Ière image) ,Chandra et Spitzer( II ème image)

Les vestiges de la supernova N132D observés par Chandra(violet) et Spitzer(bleu,vert,rouge) La couleur rose est causée par la grand quantité d’énergie transportée par les ondes de choc La couleur vert est donnée par la présence des hydrocarbures aromatiques

Classification des supernovae: 1.Présentation générale Classification des supernovae: Type I : - correspond à une explosion complète d’une naine blanche associée à une étoile évoluée - sont observées dans les galaxies spirales et dans les galaxies elliptiques Type Il : - sont des étoiles massives à la fin de son évolution , soit supergéante rouge ou bleue - la luminosité est plus baisse que celle de type I - sont observées dans les galaxies spirales

Les supernovae de type I ont un spectre qui ne contient pas d'hydrogène.

Les supernovae de type II ont un spectre qui contient de l'hydrogène.

3.Les rayons utilisées pour l’observation des supernovae Type d`onde La longueur d`onde Génération Détection Propriétés Les rayons Infrarouges (I.R.) 10-7 - 10-3 m - ils sont émis par les corps chauds (en fonction de leur température corporelle) ; - cellules thermoélectriques; - pellicules photographiques ; - ils sont absorbés par l`eau ; - ils produisent de la chauffage ; - ils sont utilisés dans « la signalisation de nuit » ; Les rayons X (Roentgen) 10-12- 10-10 m - ils sont produits par des transitions électroniques; - pellicules - compteur à scintillation ; - détecteur semiconducteur ; - ils pénètrent facilement la « matière molle » (ex : carbone , oxygène, azote) ; - ils sont facilement absorbés par la « matière dure » ; c`est ce que permet l`imagerie médicale (radiographie, scanner) ; gamma 10-13 - 10-10 m - produit par la désintégration des noyaux atomiques (réaction nucléaire); - rayonnement cosmiques ; - détecteur à semi-conducteur ; - ils produisent la fluorescence des substances ; -ils sont pénétrants dans la matière - ils provoquent des changements physiologiques ;

observée seulement en rayonnement infrarouge par le télescope Spitzer Supernova Cassiopeia A observée par les télescopes Spitzer (rouge) et Hubble (Jaune) et par l’observatoire Chandra ( vert et bleu) observée seulement en rayonnement infrarouge par le télescope Spitzer

Le télescope spatial Hubble 4. Les moyens d`observation: Caractéristiques Masse 11 000 kg Orbite Elliptique  basse Altitude 590 km Période 96-97 min Télescope Type Ritchey-Chrétien Diamètre 2,4 m Distance focale 57,6 m Longueur d'onde Visible, ultraviolet, proche infrarouge Instruments NICMOS Caméra et spectromètre infrarouge ACS Caméra WFC3 Caméra à large champ STIS Spectromètre et caméra

4. Les moyens d`observation: L’Observatoire spatial Chandra Caractéristiques Domaine Rayons X Masse 4,800 kg Orbite elliptique Altitude 10 000-140 161 km Période 64h 18min Télescope Type 4 paires de réflecteurs paraboliques/hyperboliques Diamètre 1,2 m Superficie 400 cm2 Distance focale 10m Instruments ACIS spectromètre X HRC caméra X HETGS Spectromètre X à haute résolution LETGS spectromètre X à haute résolution

Vestiges de la Supernova de Kepler( SN 1604) observés en rayonnement x et infrarouge:

Groupe de travail: Chiorean Ana Mantu Cristina - Elena Pascariu Ana - Daniela Toma Maria Tudose Denisa Raluca

L`équipe pédagogique: Ileana Patrichi – professeur de physique Maria Popescu – professeur des mathématiques Svetlana Bodnaras – professeur de français Angela Ditu – professeur de français Les professeurs référents: Les disciplines utilisées: Mathématiques Physique

La formation de la nébuleuse du Crabe issue de la supernova découverte en 1054 A.D.

La formation et l’évolution de la supernova de Tycho Brahe jusqu’à nos jours

Bibliographie: Encyclopédie Encarta Collection 2004 Encyclopédie Universalis 2010 Manuel de physique ,classe Xieme,ed.Crepuscul 2006 www.nasa.gov http://www.larousse.fr/encyclopedie www.astrosurf.net