UE Sciences de l’Univers : ASTRONOMIE

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1 UE Sciences de l’Univers : ASTRONOMIE
LICENCE ST B - S1 Luc Duriez Comprendre l’Univers

2 Observation de l’Univers :
- rayonnement électromagnétique - rayonnements corpusculaires - (rayonnement gravitationnel) - rayons Gamma - rayons X - Ultra-Violet (UV) - visible - Infra-Rouge (IR) - radio < 0.1 nm nm nm nm µm 0.3 mm - 30 m

3 Energie des rayonnements électromagnétiques
c = m/s h = J s h c = J m l = 1 m (radio) : E = J l = 1 mm (IR) : E = J = eV E = h n = h c / l l = 1 nm (X) : E = J = eV 1 eV = J l = nm (g): E = MeV

4 Filtre atmosphérique => Observations terrestres : visible, proche IR et radio lunettes, télescopes, radiotélescopes photographie, CCD, spectrophotométrie … => Observations spatiales : tout le spectre électromagnétique satellites astronomiques (Hubble, Chandra, Cobe …) sondes spatiales (Voyagers, Galileo, Cassini …) Analyse spectrale : - des sources émettrices - des milieux traversés => composition et conditions physiques => vitesses (Doppler)

5 Proportions du nombre d’atomes de chaque élément chimique
dans l’univers, et pourcentage en masse Hydrogène Hélium Oxygène Carbone Azote Néon Silicium Fer Magnésium Soufre Aluminium Sodium Nickel Calcium Argon tous les autres 80 000 700 400 100 40 30 20 3 2 1 74.41% 23.81% 0.83% 0.35% 0.10% 0.15% 0.08% 0.12% 0.05% 0.04% 0.01%

6 } } CONSTITUANTS de l’ UNIVERS Rayonnements Particules < 0,1 µm
0,1 à 1000 atomes/cm3 Radio Poussières < 100 µm Grains < 100 mm Agglomérats < 100 m } à M Planétoïdes < 100 km IR Planètes < km 10-7 à M V UV X Etoiles < km à 102 M Relations : Masse - Luminosité - Température M = kg

7 Composition de l’Univers : H ~ 75% He ~ 24%
étoiles planètes matière interstellaire spirales Galaxies elliptiques irrégulières Matière intergalactique Rayonnements La Galaxie étoiles naines (ex : Soleil) étoiles géantes naines blanches étoiles à neutrons trous noirs 1 20 > M Étoiles masse grosses planètes astéroïdes, satellites comètes, poussières 1 20 < M Planètes 1 M = kg

8 Étoiles : pour une masse de 1 M (2. 1030 kg)
rayon volume densité en R en m3 en kg/m3 étoiles géantes , étoiles naines (Soleil) , naines blanches , étoiles à neutrons (7 km) 1, trous noirs (rayon < 2GM/c2 ) = (2.8 km) ( 1 R = km )

9 Quelques corps planétaires du système solaire
rayon masse densité en R en M en kg/m3 Jupiter La Terre Astéroïdes < < (3000) Comètes < < ( 1 M = kg ) ( 1 R = km )

10  ORGANISATION de l’ UNIVERS Nuages de particules et poussières
Systèmes planétaires 106 km Systèmes stellaires 1012 km  Systèmes galactiques 1018 km Condensation par autogravitation Univers extragalactique 1023 km 1 année de lumière = km

11 Une planète double : le système Terre - Lune
Lune / Terre Rayon Masse Densité Vlibération Rotation propre Durée du jour Inclinaison sur l'écliptique Température 6378 km kg 5.52 11.2 km/s 23h56m4s 24h 23°27’ 300 K 1738 km kg 3.35 2.3 km/s j j 5° 220 à 450 K 1 / 3.67 1 / 81.2 fer < 10% / 30% (rotation synchrone) (lunaison) (équateur)