Cours dastronomie De lorigine de lunivers lorigine de

Cours d’astronomie « De l’origine de l’univers à l’origine de la vie » (Option libre Université) Nicolas Fray fray@lisa. univ-paris 12. fr 1

Les polys et le planning sont en ligne http: //www. lisa. univ-paris 12. fr/ASTROP 12/ 2

Les polys et le planning sont en ligne http: //www. lisa. univ-paris 12. fr/ASTROP 12/article. php 3? id_article=11 Mot de passe : Univ 2008 3

Le planning 4

Les documents sont accessibles après chaque cours avec un mot de passe qui vous sera communiqué en amphi. Mot de passe : univ 2007 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. 5

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 6

Les distances dans l’univers 7

Les différentes unités de distance utilisées en astronomie ● 1. Le mètre (m) et le kilomètre (km) ● 2. L’unité astronomique (UA) ● 3. L’année – lumière (al) ● 4. Le parsec (pc) Mesure des distances sur la Terre Distance moyenne Terre-Soleil ● 1 UA = 1, 496 1011 m = 149, 6 millions de km Mesure des distances dans le système solaire Distance parcourue par la lumière en une année c = 299 792 458 m. s-1 ● 1 al = 9, 461 1015 m = 63 240 UA = 9 461 milliards de km Mesure des distances dans la Galaxie et l’univers ● 1 pc = 3, 086 1016 m = 206 254 UA = 3, 26 al = 30 860 milliards de km Mesure des distances dans la Galaxie et l’univers 8

Echelle : 1 x 10 -1 m / 6. 7 x 10 -13 UA / 1. 1 x 10 -17 al 10 cm Abeille ● Taille de l’image 10 cm x 10 cm ● Taille du carré central 1 cm x 1 cm 9

Echelle : 1 x 10 0 m / 6. 7 x 10 -12 UA / 1. 1 x 10 -16 al 1 m Nénuphars ● Taille de l’image 1 m X 1 m ● Taille du carré central 10 cm x 10 cm 10

Echelle : 1 x 10 +1 m / 6. 7 x 10 -11 UA / 1. 1 x 10 -15 al 10 m Jardin public ● Taille de l’image 10 m X 10 m ● Taille du carré central 1 mx 1 m 11

Echelle : 1 x 10 +2 m / 6. 7 x 10 -10 UA / 1. 1 x 10 -14 al 100 m Jardin public ● Terrain de foot ~ 70 x 100 m ● Taille des plus grandes espèces vivantes 12

Echelle : 1 x 10 +3 m / 6. 7 x 10 -9 UA / 1. 1 x 10 -13 al 1 km 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 13

Echelle : 1 x 10 +4 m / 6. 7 x 10 -8 UA / 1. 1 x 10 -12 al 10 km San Fransisco ● Altitude de 20 km ● Porte de Bercy – Paris 12 = 10 km ● Paris intra-muros ~ 10 km x 12 km 14

Echelle : 1 x 10 +5 m / 6. 7 x 10 -7 UA / 1. 1 x 10 -11 al 100 km Baie de San Francisco ● Altitude de 200 km ● Paris – Compiègne = 80 km ● Paris – Chartres = 90 km 15

Echelle : 1 x 10 +6 m / 6. 7 x 10 -6 UA / 1. 1 x 10 -10 al 1000 km Californie ● Altitude de 2000 km ● Paris – Bruxelles = 300 km ● Paris – Genève = 540 km ● Paris – Barcelone = 1070 km 16

Echelle : 1 x 10 +7 m / 6. 7 x 10 -5 UA / 1. 1 x 10 -9 al 10 000 km Amérique du Nord et Amérique centrale ● Altitude de 20 000 km ● Rayon équatorial de la Terre = 6378 km ● courbure de la Terre 17

Echelle : 1 x 10 +8 m / 6. 7 x 10 -4 UA / 1. 1 x 10 -8 al 100 000 km Terre ● Altitude de 200 000 km ● Orbite géostationnaire = 36 000 km ● Distance Terre – Lune = 384 400 km ● Rayon de la Lune = 1 738 km 18

Echelle : 1 x 10 +9 m / 6. 7 x 10 -3 UA / 1. 1 x 10 -7 al 1 millions de km 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 19

Echelle : 1 x 10 +10 m / 6. 7 x 10 -2 UA / 1. 1 x 10 -6 al 10 millions de km 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 20

Echelle : 1 x 10 +11 m / 6. 7 x 10 -1 UA / 1. 1 x 10 -5 al 0, 67 UA 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 21

Echelle : 1 x 10 +12 m / 6. 7 x 10 0 UA / 1. 1 x 10 -4 al 6, 7 UA Orbite de Jupiter ● Distance Terre – Soleil ~ 1 UA ● Distance Mars - Soleil ~ 1, 52 UA ● Distance Jupiter – Soleil ~ 5, 20 UA 22

Echelle : 1 x 10 +13 m / 6. 7 x 10 +1 UA / 1. 1 x 10 -3 al 67 UA 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 23

Echelle : 1 x 10 +14 m / 6. 7 x 10 +2 UA / 1. 1 x 10 -2 al 670 UA = 0, 011 al Le système Solaire ● La lumière met plus de 3 jours pour traverser cette lumière ● Ceinture de Kuiper = 30 – 50 UA 24

Echelle : 1 x 10 +15 m / 6. 7 x 10 +3 UA / 1. 1 x 10 -1 al 6 700 UA = 0, 11 al Le Système Solaire ● La lumière met plus de 1 mois pour traverser cette lumière ● Nuage de Oort de 10 000 à 150 000 UA 25

Echelle : 1 x 10 +16 m / 6. 7 x 10 +4 UA / 1. 1 x 10 0 al 67 000 UA = 1, 1 al 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 !!! 26

Echelle : 1 x 10 +17 m / 6. 7 x 10 +5 UA / 1. 1 x 10 +1 al 11 al Les étoiles 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 27

Echelle : 1 x 10 +18 m / 6. 7 x 10 +6 UA / 1. 1 x 10 +2 al 110 al Etoiles à moins de 50 AL ● Environ 1000 étoiles à cette distance 28

Echelle : 1 x 10 +19 m / 6. 7 x 10 +7 UA / 1. 1 x 10 +3 al 1 100 al 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 29

Echelle : 1 x 10 +20 m / 6. 7 x 10 +8 UA / 1. 1 x 10 +4 al 11 000 al 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 30

Echelle : 1 x 10 +21 m / 6. 7 x 10 +9 UA / 1. 1 x 10 +5 al 110 000 al 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) 31

Echelle : 1 x 10 +22 m / 6. 7 x 10 +10 UA / 1. 1 x 10 +6 al 1, 1 millions d’al 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 32

Echelle : 1 x 10 +23 m / 6. 7 x 10 +11 UA / 1. 1 x 10 +7 al 11 millions d’al 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. 33

Echelle : 1 x 10 +24 m / 6. 7 x 10 +12 UA / 1. 1 x 10 +8 al 110 millions d’al Super-amas de galaxies ● Les galaxies se rassemblent en amas et les amas en superamas… 34

Echelle : 1 x 10 +25 m / 6. 7 x 10 +13 UA / 1. 1 x 10 +9 al 1, 1 milliards d’al Les limites de notre connaissance ● Les amas et super-amas de galaxies semblent être répartis à la surface de « bulles » . . . 35

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Les étoiles proches 37

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Notre galaxie = la Voie Lactée 40

La Voie Lactée et ses galaxies satelittes 41

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

Le Groupe Local appartient au Super amas de la Vierge 43

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