1-1 Cours d’astronomie « De l’origine de l’univers à l’origine de la vie » (Option libre Université) Nicolas Fray

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1 1-1 Cours d’astronomie « De l’origine de l’univers à l’origine de la vie » (Option libre Université) Nicolas Fray fray@lisa.univ-paris12.fr

2 1-2 Les polys et le planning sont en ligne http://www.lisa.univ-paris12.fr/ASTROP12/

3 1-3 Les polys et le planning sont en ligne http://www.lisa.univ-paris12.fr/ASTROP12/article.php3?id_article=11 Mot de passe : Univ2008

4 1-4 Le planning

5 1-5 Les documents Les documents sont accessibles après chaque cours avec un mot de passe qui vous sera communiqué en amphi. Mot de passe : univ2007 La mise à disposition des documents projetés en cours est un complément à vos notes. Il serait risqué de considérer qu’ils peuvent se substituer à la présence lors des cours, et à une prise de note personnelle.

6 1-6 Plan de cours Les distances dans l’univers Les étoiles Les galaxies Cosmologie / Big-Bang Formation du système solaire Système solaire interne (François Raulin) Système solaire externe (François Raulin) Petits corps du système solaire Les astéroïdes Les objets trans-neptuniens Les comètes Les météorites Collisions dans le système solaire

7 1-7 Les distances dans l’univers

8 1-8 Les différentes unités de distance utilisées en astronomie ● 1. Le mètre (m) et le kilomètre (km) Mesure des distances sur la Terre ● 2. L’unité astronomique (UA) Distance moyenne Terre-Soleil ● 1 UA= 1,496 10 11 m = 149,6 millions de km Mesure des distances dans le système solaire ● 3. L’année – lumière (al) Distance parcourue par la lumière en une année c = 299 792 458 m.s -1 ● 1 al= 9,461 10 15 m= 63 240 UA = 9 461 milliards de km Mesure des distances dans la Galaxie et l’univers ● 4. Le parsec (pc) ● 1 pc = 3,086 10 16 m= 206 254 UA = 3,26 al = 30 860 milliards de km Mesure des distances dans la Galaxie et l’univers

9 1-9 Echelle : 1 x 10 -1 m / 6.7 x 10 -13 UA / 1.1 x 10 -17 al Abeille ● Taille de l’image 10 cm x 10 cm ● Taille du carré central 1 cm x 1 cm 10 cm

10 1-10 Echelle : 1 x 10 0 m / 6.7 x 10 -12 UA / 1.1 x 10 -16 al1 m Nénuphars ● Taille de l’image 1 m X 1m ● Taille du carré central 10 cm x 10 cm

11 1-11 Echelle : 1 x 10 +1 m / 6.7 x 10 -11 UA / 1.1 x 10 -15 al10 m Jardin public ● Taille de l’image 10 m X 10 m ● Taille du carré central 1 m x 1 m

12 1-12 Echelle : 1 x 10 +2 m / 6.7 x 10 -10 UA / 1.1 x 10 -14 al Jardin public ● Terrain de foot ~ 70 x 100 m ● Taille des plus grandes espèces vivantes 100 m

13 1-13 Parc ● Altitude de 2 km ● Buttes-Chaumont = 0,6 km x 0,7 km ● Champ de Mars = 0,2 km x 0,9 km ● Parc de la Villette = 0,5 km x 0,9 km Echelle : 1 x 10 +3 m / 6.7 x 10 -9 UA / 1.1 x 10 -13 al1 km

14 1-14 San Fransisco ● Altitude de 20 km ● Porte de Bercy – Paris 12 = 10 km ● Paris intra-muros ~ 10 km x 12 km Echelle : 1 x 10 +4 m / 6.7 x 10 -8 UA / 1.1 x 10 -12 al10 km

15 1-15 Baie de San Francisco ● Altitude de 200 km ● Paris – Compiègne = 80 km ● Paris – Chartres = 90 km Echelle : 1 x 10 +5 m / 6.7 x 10 -7 UA / 1.1 x 10 -11 al100 km

16 1-16 Californie ● Altitude de 2000 km ● Paris – Bruxelles = 300 km ● Paris – Genève = 540 km ● Paris – Barcelone = 1070 km Echelle : 1 x 10 +6 m / 6.7 x 10 -6 UA / 1.1 x 10 -10 al1000 km

17 1-17 Amérique du Nord et Amérique centrale ● Altitude de 20 000 km ● Rayon équatorial de la Terre = 6378 km ● courbure de la Terre Echelle : 1 x 10 +7 m / 6.7 x 10 -5 UA / 1.1 x 10 -9 al10 000 km

18 1-18 Terre ● Altitude de 200 000 km ● Orbite géostationnaire = 36 000 km ● Distance Terre – Lune = 384 400 km ● Rayon de la Lune = 1 738 km Echelle : 1 x 10 +8 m / 6.7 x 10 -4 UA / 1.1 x 10 -8 al100 000 km

19 1-19 La Terre et la Lune ● Rayon équatorial de la Terre = 6378 km ● Distance Terre – Lune = 384 400 km ● Distance Terre – Soleil = 149,6 millions de km = 1 UA Echelle : 1 x 10 +9 m / 6.7 x 10 -3 UA / 1.1 x 10 -7 al1 millions de km

20 1-20 4 Jours.... ● La Terre met 4 jours pour parcourir cette portion de son orbite autour du Soleil ● Rayon du Soleil = 696 000 km ~ 1,5 le carré central ● Distance Terre – Soleil = 149,6 millions de km = 1 UA Echelle : 1 x 10 +10 m / 6.7 x 10 -2 UA / 1.1 x 10 -6 al10 millions de km

21 1-21 Vénus, Terre et Mars ● La Terre met 6 semaines pour parcourir cette portion de son orbite autour du Soleil ● Distance Vénus–Soleil ~0,72 UA ● Distance Terre–Soleil ~1 UA ● Distance Mars-Soleil ~1,52 UA ● Voyage Terre → Mars ~ 6 mois Echelle : 1 x 10 +11 m / 6.7 x 10 -1 UA / 1.1 x 10 -5 al0,67 UA

22 1-22 Orbite de Jupiter ● Distance Terre – Soleil ~ 1 UA ● Distance Mars - Soleil ~ 1,52 UA ● Distance Jupiter – Soleil ~ 5,20 UA Echelle : 1 x 10 +12 m / 6.7 x 10 0 UA / 1.1 x 10 -4 al6,7 UA

23 1-23 Le Système Solaire ● Distance Terre – Soleil ~ 1 UA ● Distance Mars - Soleil ~ 1,52 UA ● Distance Jupiter – Soleil ~ 5,20 UA ● Distance Neptune – Soleil ~ 30,1 UA ● Uniquement 4 sondes spatiales (Pionner 10 et 11, et Voyager 1 et 2) ont dépassé l’orbite de Neptune ● Ceinture de Kuiper ~ 30 – 50 UA Echelle : 1 x 10 +13 m / 6.7 x 10 +1 UA / 1.1 x 10 -3 al67 UA

24 1-24 Le système Solaire ● La lumière met plus de 3 jours pour traverser cette lumière ● Ceinture de Kuiper = 30 – 50 UA Echelle : 1 x 10 +14 m / 6.7 x 10 +2 UA / 1.1 x 10 -2 al670 UA = 0,011 al

25 1-25 Le Système Solaire ● La lumière met plus de 1 mois pour traverser cette lumière ● Nuage de Oort de 10 000 à 150 000 UA Echelle : 1 x 10 +15 m / 6.7 x 10 +3 UA / 1.1 x 10 -1 al6 700 UA = 0,11 al

26 1-26 L’espace interstellaire ● Nuage de Oort de 10 000 à 150 000 UA ● Etoile la plus proche (Proxima du Centaure) = 270 000 UA = 4,23 al ● Vide !!! Echelle : 1 x 10 +16 m / 6.7 x 10 +4 UA / 1.1 x 10 0 al67 000 UA = 1,1 al

27 1-27 Les étoiles les plus proches ● Etoile la plus proche (Proxima du Centaure) = 270 000 UA = 4,23 al ● Seulement 11 étoiles à moins de 5 al du Soleil Echelle : 1 x 10 +17 m / 6.7 x 10 +5 UA / 1.1 x 10 +1 al11 al

28 1-28 Etoiles à moins de 50 AL ● Environ 1000 étoiles à cette distance Echelle : 1 x 10 +18 m / 6.7 x 10 +6 UA / 1.1 x 10 +2 al110 al

29 1-29 A l’intérieur du disque galactique ● Epaisseur du disque de notre galaxie à la position du Soleil ~ 3 000 al ● Distance Soleil – centre de la galaxie ~ 30 000 al Echelle : 1 x 10 +19 m / 6.7 x 10 +7 UA / 1.1 x 10 +3 al1 100 al

30 1-30 Bras spiral de la galaxie ● Hors de la galaxie ● Épaisseur du disque de notre galaxie à la position du Soleil ~ 3 000 al ● Distance du Soleil au centre de la galaxie = 30 000 al Echelle : 1 x 10 +20 m / 6.7 x 10 +8 UA / 1.1 x 10 +4 al11 000 al

31 1-31 La Voie Lactée ● Diamètre de la Voie Lactée ~ 100 000 al ● Distance du Soleil au centre de la galaxie ~ 30 000 al ● Période orbitale du Soleil autour du centre galactique ~ 300 millions d’années  ~ 15 orbites depuis sa naissance (4,5 milliards d’années) Echelle : 1 x 10 +21 m / 6.7 x 10 +9 UA / 1.1 x 10 +5 al110 000 al

32 1-32 Le groupe local ● La Voie Lactée est entourée de plusieurs petites galaxies satellites ● Grand nuage de Magellan situé à 180 000 al ● Petit nuage de Magellan situé à 210 000 al Echelle : 1 x 10 +22 m / 6.7 x 10 +10 UA / 1.1 x 10 +6 al1,1 millions d’al

33 1-33 L’amas de la Vierge ● Les galaxies se rassemblent en amas,.. ● Galaxie d’Andromède située à 2,36 millions d’al. ● Diamètre du groupe local ~ 10 millions d’al. Echelle : 1 x 10 +23 m / 6.7 x 10 +11 UA / 1.1 x 10 +7 al11 millions d’al

34 1-34 Super-amas de galaxies ● Les galaxies se rassemblent en amas et les amas en super- amas… Echelle : 1 x 10 +24 m / 6.7 x 10 +12 UA / 1.1 x 10 +8 al110 millions d’al

35 1-35 Les limites de notre connaissance ● Les amas et super-amas de galaxies semblent être répartis à la surface de « bulles »... Echelle : 1 x 10 +25 m / 6.7 x 10 +13 UA / 1.1 x 10 +9 al1,1 milliards d’al

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37 1-37 Les étoiles proches

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40 1-40 Notre galaxie = la Voie Lactée

41 1-41 La Voie Lactée et ses galaxies satelittes

42 1-42 L’environnement galactique proche Notre galaxie appartient au Groupe (amas) Local

43 1-43 Le Groupe Local appartient au Super amas de la Vierge

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