Observations Mesures Age d

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ObservationsMesuresAge dun objet
Remonter à lorigine dun événement
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Un objet dans le ciel
Le ciel nous montre des objet extrêmement divers
et à léchelle humaine semblant immuable
- Objet appelé Nébuleuse Planétaire
- Référencé comme Abell 39
Quelques renseignements astronomiques
Ascension droite 16h 27m 33.737s
(J2000) Déclinaison 27 54' 33.44?
(J2000) Distance 6.8 ka.l. (2.1 kpc) Magnitude
apparente (V) Intégré 13.73 Etoile
centrale 15.5 Dimensions apparentes (V) 155?.1
154?.5 Constellation Hercules
?
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Un objet dans le ciel
Remarquable par sa forme presque parfaitement
sphérique
- Les nébuleuses planétaires sont le résultat de
léjection de latmosphère externe de létoile
arrivant en fin de vie.
- Les réactions nucléaires se faisant plus près
de la surface la pression de radiation éjecte
latmosphère
Celle-ci finira par se dissoudre dans lespace
interstellaire et létoile centrale deviendra une
naine blanche
Lobservation spectroscopique montre que
lenveloppe extérieure possède une vitesse
radiale entre 32 et 37 kilomètres/seconde
?
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Un objet dans le ciel
Données du problème
Distance d 6.8 k a.l. (2.1 kpc)
Vitesse dexpansion Vexp entre 32 et 37 km/s
Diamètre angulaire 155" 2 Rneb
On suppose que lexpansion se fait à vitesse
constante.
? ? Estimation de lâge de la nébuleuse ?
Champ 8 darc
Données complémentaires
Vitesse de la lumière 300 000 km/s
Par Excel fichier temps_expansion.xls
?
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Un objet dans le ciel
? ? Estimation de lâge de la nébuleuse ?
On suppose que lexpansion se fait à vitesse
constante.
T d / Vexp
? Calcul de la distance (cellule B13)
Distance en km
d 6800 300000 3600 24 365.25 6.4 1016
km
? Calcul du rayon de la nébuleuse (en km B15, en
u.a. B16)
Rneb d x tan(155 ")
2.4 1013 km
161000 u.a.
? Durées expansion (cellules B17 et B18)
T1 2.4 1013 / 32 / 3600 / 24 / 365.25
24000 ans
?
T2 2.4 1013 / 37 / 3600 / 24 / 365.25
20700 ans
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Un objet dans le ciel - échelle de grandeur
Diamètre 160 000 u.a.
Photo nébuleuse 1 m de diam.
Orbite de Neptune 0.2 mm
La nébuleuse englobe le nuage dOort, réservoir
de comètes à la périphérie du système solaire.
?
7
Un objet connu la Nébuleuse du Crabe M1
Objet à voir sur Stellarium M1
Application à la Nébuleuse du Crabe, reste dune
explosion de Spupernova.
Distance 6520 a.l.
Dimensions angulaires 420" et 290"
Vitesse dexpansion 1500 km/s
?
8
Un objet connu la Nébuleuse du Crabe M1
Contrairement à Abell 39 qui semble immuable, M1
montre des changements perceptibles à léchelle
temporelle humaine.
?
9
Un objet connu la Nébuleuse du Crabe M1
Reprendre le fichier temps_expansion.xls
? Faire les mêmes calculs que pour Abell 39, pour
les deux dimensions.
Données cellule B24 à B28
Formules et résultats dans les cellules B30 à B44
Résultats dans le fichier temps_expansion_res.xls
?
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Observation, temps et distances
La lumière a une vitesse finie.
Lobjet dont nous faisons une observation, nest
plus dans cet état.
Son aspect est celui quil avait il y a
distance en km

distance en années lumière
300000 km / s
Et plus on voit loin, plus on remonte dans le
temps.

• Unité Astronomique (UA) distance Terre-Soleil
  149 597 870 km
• Année-Lumière distance parcourue par la
  lumière en un an, à la vitesse de 299 792 km/s
  63 239.8 UA 9 460 536 000 000 km
• le Parsec 206 264,8 UA 30 856 775 000 000 km

?
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Observation, temps et distances
Le Soleil est vu 8 minutes plus jeune quil ne
lest.
Pluton 5 766 000 000 km
Alpha Proxima du Centaure 3.9734 1013 km
Centre galactique 8.330.35 kpc (271 ka.l.)
Galaxie dAndromède 77817 kpc (2,54 millions
d' a.l.)
Amas de la Vierge 15 à 22 Mpc (48,9 à 71,8 milli
ons a.l.)
Exercice fichier distance-age.xls
? A partir des distances données calculer le
décalage temporel.
Peut-on ramener ces temps au passé de la Terre ?
?
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Observation, temps et distances
Et la Terre où en était-elle ?
Pour le Soleil et Pluton, cest presque
maintenant, le passé immédiat.
Pour Proxima Centauri, quelques années, cest
hier.
Et après ?
?
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Observation, temps et distances
Centre galactique 8.330.35 kpc (271
ka.l.) 27150 années
Cest déjà lhomme moderne.
?
14
Observation, temps et distances
Galaxie dAndromède 780 kpc (2,5 millions
d' a.l.) 2 500 000 années
Lhomme commence à se singulariser.
?
15
Observation, temps et distances
Amas de la Vierge 15 à 22 Mpc 48,9 à 71,8 million
s années
Formation des Alpes 65 millions dannées
?
16
Observation, temps et distances
la plupart des quasars se trouvent au-delà de 1,0
gigaparsec soit 3,26 milliards da.l.
La plus proche 240 Mpc (783 millions d' a.l.)
Contemporain de lapparition de la vie
?
17
Observation, temps et distances
Un quasar vu avant la naissance de la Terre
Quasar PKS 1127-145 en rayons X. Une source X et
en lumière visible à très haute luminosité, à
environ 10 milliards dannées lumière de la
terre. Le jet de lumière X sétend à plus dun
million dannées lumière du quasar.
?
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Récession des galaxies - loi de Hubble
Pour relier distance et âge
La loi de Hubble (1929)
v en km/s et d en kpc.
H0 cte de Hubble
Valeur admise actuellement 72 kms-1Mpc-1
Vitesse radiale mesurée à partir du décalage
spectral des raies (effet Doppler)
Que lon peut écrire
z décalage vers le rouge c vitesse de la lumière
?
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Récession des galaxies - loi de Hubble
La loi de Hubble (1929)
Ne tient pas compte des effets relativistes de
lespace temps.
Valable dans l'univers local (quelques centaines
de millions d'années lumière)
Dans le cadre relativiste le décalage
cosmologique est relié à la constante de Hubble
par
q0 est le paramètre de décélération de
l'expansion.
Ceci permet daller voir plus de 12 milliards
dannée en arrière.
Avant un certain âge, on ne voit rien car
lUnivers nétait pas transparent (théorie du Big
Bang).
?
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Récession des galaxies - loi de Hubble
Découplage matière rayonnement 377 000 après le
Big Bang.
Si lâge estimé actuellement est de 13,7
milliards d'années.
Les objets les plus vieux observables ont 13.4
milliards dannées.
?
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Champ profond du télescope spatial Hubble
Taille 2,5 minutes d'arc de côté
Taille 2,5 minutes d'arc de côté
Temps de pose 42,7 heures à 300 nm, 33,5
heures à 450 nm, 30,3 heures à 606 nm 34,3
heures à 814 nm
Certaines galaxies faibles sont à milliards
dannées lumière.
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(No Transcript)
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Released on September 25, 2012, the XDF image
compiled 10 years of previous images and shows
galaxies from 13.2 billion years ago. The
exposure time was two million seconds, or
approximately 23 days.
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FIN