Les unités de mesure en astronomie d’observation

Présentation au sujet: "Les unités de mesure en astronomie d’observation"— Transcription de la présentation:

1 Les unités de mesure en astronomie d’observation
203-CCB-SF 2009

2 Points essentiels Notation scientifique Unités de mesure
Distance Masse Vitesse Temps Mesure angulaire

3 Notation scientifique
Les nombres manipulés en astronomie sont souvent très longs (astronomiques) à écrire de manière habituelle. Par exemple, l’âge de l’Univers est d’environ années ! Afin de faciliter l’écriture de tels nombres, les astronomes utilisent une notation particulière, la notation scientifique. Pour exprimer l’âge de l’Univers en notation scientifique on utilise des puissances de dix précédées, si nécessaire, d’un facteur multiplicatif: 1,37 x 1010 années soit 13,7 milliards d’années !.

4 Préfixes courants représentant les puissances de 10
10-9 = 0, Un milliardième (nano) 10-6 = 0, Un millionième (micro) 10-3 = 0, Un millième (milli) 100 = Un 103 = Mille (kilo) 106 = Un million (méga) 109 = Un milliard (giga)

5 Testez votre connaissance
10-6 x 109 = ? 100 0,01 1 000 0,001 10 2 x 106 /4 x 109 = ? 5 x 10-4 8 x 104 2 x 10-3 4 x 103 5 x 104 Les puissances de dix

6 Testez votre connaissance
Combien de milliards de dollars cet homme vaut-il ? Réponse: 57 milliards de dollars !

7 Importance des unités 397 quoi ? Pesos ? Cents ? Burittos ? Dollars ?

8 Les unités dans l’Univers
La valeur d’une grandeur physique s’exprime en fonction d’une unité (ou étalon). Tous les objets célestes de notre Univers peuvent être exprimés en fonctions des unités fondamentales. Quelques fois, nous avons le choix des unités (ex: mm, km, unité astronomique, années-lumière..).

9 Les unités, un choix naturel
Il mesurait 2720 mm Il mesurait 0,0017mile Il mesurait 2,72 m ou 8’ 11’’ Ici, mètres et pieds sont des unités naturelles. Robert Wadlow ( )

10 Les unités en astronomie
Masse Distance et dimension Dimension angulaire Temps Vitesse

11 La masse des étoiles Notre Soleil possède une masse de:
kg On utilise plutôt une nouvelle unité: la masse solaire: M 1 M = 1,99 x 1030 kg 

12 Masse des étoiles et des galaxies
Cette pouponnière d’étoiles contient quelques milliers d’étoiles. La masse des plus brillantes est d’environ 100 M . Dans les galaxies semblables à la Voie lactée, on compte environ 100,000,000,000 étoiles. Ainsi, la masse typique d’une galaxie est de 1011 M .

13 Associez la gauche et la droite
Une galaxie Une planète Un atome Un être humain Un astéroïde Une étoile 10 M 2 x kg 100 kg 10-3 M 1012 M 10-10 M

14 Dimension et distance Sur la Terre, les dimensions sont mesurées en mètre et les distances en km.

15 Dimension dans notre système solaire
diamètre solaire: 1,4 x 106 km diamètre terrestre: 1,3 x 104 km

16 L’unité astronomique (au)
Plutôt que de produire une estimation imprécise de la distance planète-Soleil, les précurseurs de l’astronomie moderne ont préféré se servir de la distance Terre-Soleil comme d’un étalon, que l’on nomma unité astronomique. L’unité astronomique est la distance moyenne entre la Terre et le Soleil: (1,496 x 108 km).

17 Distance moyenne entre les planètes et le Soleil en unités astronomiques.
Distance (ua) Mercure 0,4 Vénus 0,7 Terre 1 Mars 1,5 Jupiter 5,2 Saturne 9,5

18 Unité de mesure pour les distances en astronomie
Puisque l’étoile la plus près du Soleil est à 4 x 1013 km du Soleil, les astronomes utilisent d’autres unités pour mesurer des distances. Soleil

19 L’année-lumière (a.l) Une année-lumière est définie comme la distance parcourue par la lumière en un an soit 9,46 x 1012 km ou UA. L’étoile la plus près du Soleil est à environ 4,2 a.l. Soleil

20 Distance en a.l. de la Terre
Quelques distances Objet Distance en a.l. de la Terre Lune 1,3 seconde-lumière Soleil 8 minutes-lumière Pluton 6,7 heures-lumière Proxima du Centaure 4,2 a.l. Centre de la Voie lactée a.l. Galaxie d’Andromède a.l. Horizon cosmique a.l.

21 Le parsec (pc) Le parsec est défini comme la distance d’une étoile ayant une parallaxe annuelle de 1 seconde d’arc. (3,24 a.l, ou 3,1 x 1013 km).

22 Le parsec (pc) Voici la relation simple utilisée afin d’obtenir la distance en parsec (pc)

23 Distance galactique Diamètre de notre galaxie 80 kpc.
Nous sommes situés à 8 kpc du centre de la Voie Lactée.

24 Distance intergalactique
Dimension du groupe de galaxies regroupant la Voie lactée (Amas Local) r = 1Mpc. Soit Km !

25 Ordonnée du plus petit (1) au plus grand (5) les objets suivants
Dimension d’une galaxie typique 1 année-lumière 1 parsec Distance de l’étoile la plus près (à part le Soleil) Dimension de l’orbite de Neptune

26 Quelques vitesses en astronomie
Vitesse d’une étoile p/r aux autres ∼ 10 km/s Vitesse relative d’une étoile p/r au centre de la galaxie ∼ 250 km/s Vitesse relative d’une galaxie p/r aux autres galaxies ∼ km/s

27 Et la notion de temps… La Terre est vieille ∼ 4,6 milliards d’années
Notre Galaxie est très vieille ∼ 10 milliards d’années L’Univers est très très vieux ∼ 13,6 milliards d’années !

28 Mesure angulaire Les astronomes utilisent des mesures angulaires afin de préciser les postions et les dimensions des astres. Cercle complet 360°

29 Mesure angulaire (suite)
On utilise comme unité de base le degré º Le cercle complet: 360º Un angle droit: 90º Distance angulaire mesure le nombre de degrés séparant deux objets sur la sphère céleste. Diamètre angulaire ou dimension angulaire est le nombre de degrés d’un côté à l’autre d’un objet céleste. Le diamètre apparent de la Lune est 0,5º (1/2º ) Le diamètre angulaire du Soleil est également 0,5º (1/2º )

30 Observation La Grande Ourse (Ursa Major) Dubhe (l’ours en arabe) Merak
(les reins de l’ours)

31 Observation

32 Déterminez le diamètre apparent de l’objet ci-dessous
Déterminez le diamètre apparent de l’objet ci-dessous. Votre réponse dépend de la distance qui vous sépare de l’objet

33 Mesures angulaires (suite)
1º = 60 minutes d’arc = 60' 1' = 60 secondes d’arc = 60” Soit 1º = 60 x 60 = secondes d’arc = 3 600''