Astronomie

Un exposé sur les mirages cosmiques et les phénomènes liés à leur observation, accompagné d'un tableau récapitulatif sur les corps et astres constitutifs du système solaire.


Mirages cosmiques

Définition

Les astronomes appellent « mirage cosmique » plusieurs phénomènes :

Le premier est la démultiplication de l'image d'une étoile. Par exemple, le quasar 2237+0305 apparaît comme une croix composée de cinq points lumineux.

Le second est une augmentation brutale et courte de la luminosité d'une étoile. Par exemple celle du nuage de Magellan qui, en 1993 a semblé énorme pendant un mois avant de redevenir normal.

Un troisième se produit lors des éclipses solaires : du fait de la diminution de luminosité, on peut alors voir les étoiles situées dans la même direction que le Soleil et les calculs ont montré qu'elles n'apparaissent pas à leurs places habituelles.

Problématique

Tous ces phénomènes ont certes des inconvénients car ils empêchent les astronomes d'observer les étoiles dans de bonnes conditions ou conduisent à des aberrations. Par contre les problèmes qu'ils ont posés nous ont poussés à en chercher les causes.

Pour le premier phénomène, une observation plus approfondie a permis de découvrir que ce quasar était situé à 8 milliards d'années lumière et qu'un galaxie beaucoup plus proche, à seulement 400 millions d'années lumière dispersait la lumière du quasar dans toutes les directions, le faisant alors apparaître 4 fois, comme le montre le schéma.

Le second, au contraire serait du à la présence d'un trou noir devant l'étoile concernée. Ce trou noir, comme une lentille, focaliserait la lumière de l'étoile en l'amplifiant. C'est pour cela qu'elle paraît plus brillante.

Le dernier phénomène s'explique par le fait que le Soleil dévie la lumière : les rayons lumineux provenant de l'étoile changent de direction en passant dans le voisinage du Soleil.

Tous ces exemples ont permis de montrer que les astres, quels qu'ils soient ont une influence sur la lumière. Mais on peut se demander pourquoi.

Réponse et utilité

C'est Einstein qui a apporté la réponse. Il pensait que toute masse créait une courbure dans l'espace-temps. Cette courbure est très difficile à imaginer en quatre dimensions. Si on la représente en 3D, l'espace est comparable à une nappe sur laquelle on ferait rouler des billes de masses différentes. Celles-ci déformeraient le tissus, comme le Soleil sur le schéma. C'est la théorie de la relativité générale, qu'il a énoncé en 1915 et qui reprend celle de la gravitation de Newton, en la complétant.

Physique : Focalisation de la lumière : schéma explicatif.

Physique : Eclipse : schéma de base.

Cette théorie n'avait pas pu être vérifiée avant l'éclipse solaire de 1919. C'est donc une illusion d'optique qui a permis de vérifier la théorie d'Einstein. Depuis, on appelle « croix d'Einstein » le quasar 2237+0305.

Conclusion

Pour conclure, on peut dire qu'un phénomène qui se présente à l'origine comme un inconvénient nous pose une question. Et c'est la réponse à cette question qui va changer notre vision du monde et faire évoluer la science et la technologie en nous faisant comprendre une loi supplémentaire parmi toutes celles qui gouvernent l'univers.

Système solaire

Le système solaire est composé du Soleil et de tous les corps qui gravitent autour de lui : les planètes, leurs satellites mais aussi les comètes, astéroïdes et météorites.

Pour se souvenir de l'ordre de ces planètes, un moyen mnémotechnique : les initiales des planètes sont les mêmes que celles des mots de la phrase : « Mais Viendras-Tu Manger Jeudi Sur Une Nappe (Propre) ? ».

Pluton a cessé d'être une planète en août 2006. Elle est maintenant qualifiée de « planète naine », comme de nombreux autres astres (voir ci-dessous).

Les Hommes de l'Antiquité ont donné à ces planètes le nom des dieux gréco-romains.

Note : Toutes les valeurs sont des valeurs moyennes.

Élement Étoile Planètes telluriques Ceinture astéroïdes Planètes gazeuses Planètes naines Ceinture de Kuiper
Contenu Soleil Mercure Vénus Terre Mars Millions d'astéroïdes Jupiter Saturne Uranus Neptune 70 000 gros planétoïdes Développer dont Pluton : Millions d'astéroïdes
Symbole - ♇ (Pluton) -
Jour Dimanche Mercredi Vendredi Lundi (Lune) Mardi - Jeudi Samedi - - - -
Rayon orbite (Gm) 0 57,9 108,2 149,6 227,9 - 778,4 1429 2867 4486 5890 (♇) 7000 à 15 000 ?
Diamètre (Mm) 1400 4,88 12,1 12,756 6,792 - 142,984 120,736 51,118 49,5 2,3 (♇) jusqu'à 1,8
Composition H, He - - - - - H, He, CH4 H2, CH4 H2, He, CH4 H2, He, CH4 H2O, CH4 (♇) -
Atmosphère Rare
H2, He, O2
CO2 N2 H2O N2, O2 CO2, N2 N/A CH4 (♇) N/A
Densité 1.4 5.44 5.2 5.52 3.9 N/A 1.3 0.7 1.3 1.6 2 (♇) N/A
Température (°C) 6K à 15M -170 à 430 480 12 -20 - -140 -170 -220 -200 -230 (♇) -240
Missions - 3 Développer 38 Développer - 9 Développer - 1 Développer 4 Développer 1 Développer 1 Développer 1 Développer
Satellites naturels Millions Développer 0 0 1 Développer + milliers d'artificiels 2 Développer N/A 61 Développer + anneau 30 Développer + anneau 21 Développer + anneau 11 Développer + 4 anneaux Développer 1 Développer (♇) N/A
Révolution 250 Ma 88 j 224,7 j 365,2422 j 687 j - 11,8 a 29,4 a 83,7 a 164 a 247 a (♇) 10500 a
Rotation 25 à 37 j 59 j 243 j 23 h 56 m 4 s 24 h 37 N/A 9 h 56 10 h 40 16 h 19 h 6 j 9 h (♇) N/A
Masse (Kg) 2e33 3e23 5e24 6e24 6e23 N/A 2e27 6e26 9e25 1e26 1e22 (♇) N/A
Découverte - - - - - - - - Herschel, 1781 Le Verrier, 1846 - -

Illustrations

Astres

[Cliquez pour agrandir : 23 Kio] Astre - Le Soleil. [Cliquez pour agrandir : 35 Kio] Astre - La Terre vue d'avion. [Cliquez pour agrandir : 55 Kio] Astre - La Lune. [Cliquez pour agrandir : 29 Kio] Astre - La Lune. [Cliquez pour agrandir : 129 Kio] Astre - Sol martien (vue d'artiste). [Cliquez pour agrandir : 14 Kio] Informatique - Image générée avec le plugin Ciel de Gimp, représentant l'atmosphère de Vénus.

Exploration spatiale

[Cliquez pour agrandir : 21 Kio] Technologie - La fusée européenne Ariane 4 (maquette). [Cliquez pour agrandir : 80 Kio] Technologie - L'ancienne station orbitale russe MIR (maquette). [Cliquez pour agrandir : 86 Kio] Technologie - L'ancienne station orbitale russe MIR, entrant dans l'atmosphère terrestre (vue d'artiste). [Cliquez pour agrandir : 79 Kio] Saint-Omer - La coupole : le programme spatial. [Cliquez pour agrandir : 54 Kio] Biarritz - La musée de la mer : maquette du satellite Jason. [Cliquez pour agrandir : 58 Kio] Shanghai - Rue de Nankin : pavillon de Lille-Europe : combinaison spatiale et maquette de la fusée Ariane 5.

Observatoires

Voici quelques exemples d'observatoires que j'ai pu visiter.

L'étude des astres peut se faire au moyen de téléscopes, qui travaillent dans la partie visible du spectre, mais également à l'aide de radiotéléscopes, qui mesurent le signal émis dans diverses gammes de fréquences.

LieuFondationImage
Lille, France1909 [Cliquez pour agrandir : 126 Kio] Lille - L'observatoire : vue générale.
Nouveau-Mexique, États-Unis1974 [Cliquez pour agrandir : 83 Kio] New Mexico - The Very Large Array: group of antennas.
She Shan, Shanghai, Chine1899 [Cliquez pour agrandir : 58 Kio] Shanghai - She Shan : la nouvelle coupole de l'observatoire.

Cette page en français a été créée par Peter à partir de sources multiples et d'un exposé scolaire, le 15 décembre 2003 et modifiée pour la dernière fois le 24 août 2016. Son avancement est noté 2/3.