PRESENTATION DES OBJETS CELESTES

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PRESENTATION DES OBJETS CELESTES

1. Quest-ce que lastronomie?
2. Présentation globale du système solaire
3. Autres objets célestes

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I) Quest-ce que lastronomie?

• Le mot "astronomie" provient de deux mots grecs
  astron, qui signifie "étoile", et nemein qui
  signifie "nommer". L'astronomie désigne la
  science des astres, des corps célestes et de la
  structure de l'univers. Dès ses débuts (des
  milliers d'années avant que les Grecs anciens ne
  commencent à étudier le firmament) cette science
  a toujours reposé sur le même principe, "nommer
  les étoiles".
• L'astronomie s'est séparée de l'astrologie avec
  l'apparition de la Physique (à l'époque de la
  Renaissance). La démarche de l'astronomie est
  celle d'une science et non d'une croyance.

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II) Présentation du système solaire

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Déclassé
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LE SOLEIL

• Pour nous,de tous les astres du ciel, le Soleil
  est le plus important par sa lumière et la
  chaleur quil nous procure.
• Sans lui, nous ne pourrions exister, pas plus que
  les plantes et les animaux.
• La Terre serait un monde glacé, continuellement
  plongé dans la nuit.

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(No Transcript)
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• Comme toutes les étoiles,le Soleil est une boule
  de gaz brûlants son principal constituant, et de
  loin, cest lhydrogène.
• A notre échelle, cette boule est gigantesque son
  diamètre atteint 1391000 km (100 fois celui de la
  Terre).
• La température y est extrêmement élevée de
  6000C à 1000000C selon les différentes couches
  considérées (photosphère, chromosphère, couronne)

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(No Transcript)
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• Hormis le Soleil, dont la taille domine très
  largement celles de tous ses autres membres, le
  système solaire compte quelques  gros  corps,
  les planètes, et de nombreux autres petits corps,
  les comètes et les astéroïdes.

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• Les planètes circulent autour du Soleil sur des
  orbites à peu près circulaires et voisines du
  plan de l'écliptique (plan de l'orbite
  terrestre). Par ordre de distance au Soleil ce
  sont  Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter,
  Saturne, Uranus et Neptune. Pluton a quant à elle
  été déclassée le 24 Août 2006.

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(No Transcript)
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• Les quatre premières (Mercure, Vénus, Terre,
  Mars) ont des diamètres compris grosso modo entre
  5 000 et 12 000 km et des masses volumiques entre
  4 et 5,5 g/cm3. Elles sont rocheuses et possèdent
  une surface solide. Elles constituent l'ensemble
  des planètes telluriques.

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MERCURE

• Sa surface ressemble à celle de la Lune, mais
  recouvre un énorme noyau de fer.
• Son diamètre à léquateur est de 4878 km (38 de
  celui de la Terre).
• Elle se trouve en moyenne à 58 millions de
  kilomètres du Soleil.
• Elle tourne autour du Soleil en 87,97 jours
  terrestres.

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(No Transcript)
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VENUS

• Deuxième planète du système solaire, Vénus se
  trouve entre Mercure et la Terre. Très brillante,
  elle se remarque du premier coup dœil dans le
  ciel.

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• Longtemps, les astronomes lont imaginée comme la
  sœur jumelle de la Terre. En effet, les deux
  planètes ont presque la même taille (12102 km de
  diamètre pour Vénus contre 12713 km pour la
  Terre) et pèsent à peu près aussi lourd. Elles
  sont toutes les deux enveloppées de nuages
• De plus,leur distance au Soleil nest pas très
  différente (à 108 millions de km pour Vénus
  contre 150 millions de km pour la Terre).

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(No Transcript)
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• Cependant, Vénus est tout de même plus proche du
  Soleil que la Terre, et cela suffit à faire une
  grande différence.

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Un véritable enfer

• Il ne faut pas se fier aux apparences
• Latmosphère de Vénus est irrespirable car
  composée de gaz toxiques.
• Les nuages quelle renferme sont formés de
  gouttelettes dacide sulfurique, un produit
  chimique très dangereux.
• Au sol, il règne une chaleur étouffante
  températures comprises entre 446C et 482C.
• Enfin, la pression est insupportable environ 92
  fois plus forte que sur la Terre (elle correspond
  à celle qui sexerce dans les océans à près dun
  kilomètre de profondeur)

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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LA TERRE

• Troisième planète à partir du Soleil, la Terre
  est la planète sur laquelle nous vivons.
• Cest une boule rocheuse de 12713 km de diamètre,
  lancée à 108000 km/h autour du Soleil dans une
  ronde sans fin qui se renouvelle tous les 365,25
  jours.
• Une boule qui tourne aussi sur elle-même en un
  peu moins de 24 heures, imposant à ses habitants
  le rythme du jour et de la nuit.

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(No Transcript)
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• Une mince enveloppe de gaz, dessinant autour
  delle une superbe auréole bleue, la protège
  cest latmosphère, composée dair (78 de
  diazote et 21 de dioxygène), et qui entretient
  la vie.
• Lune des principales originalités de la Terre
  par rapport à ses voisines, cest la présence à
  sa surface dimmenses étendues deau les océans
  occupent 71 de la surface du globe contre 29
  seulement pour les continents.

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(No Transcript)
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• La Terre possède un satellite naturel la Lune,
  qui nous éclaire la nuit.
• La Lune est une mini planète (3476 km de
  diamètre) sans vie, qui tourne autour de la Terre
  à une distance moyenne de 384000 km.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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MARS

• Cest un désert au sol rouillé.
• Située en moyenne à 228 millions de kilomètres du
  Soleil, elle en fait le tour en 687 jours
  terrestres.
• Son diamètre natteint que la moitié de celui de
  la Terre (6796 km à léquateur), mais de toutes
  les planètes, elle est celle qui ressemble le
  plus à la nôtre.

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(No Transcript)
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• Comme la Terre, elle connaît des saisons, et la
  durée du jour y est presque la même que sur nôtre
  monde.
• Elle est enveloppée dune mince atmosphère dans
  laquelle se forment des nuages.
• Sa surface offre un aspect changeant selon les
  saisons, et elle est parfois balayée par de
  violentes tempêtes de poussières.

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(No Transcript)
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• Enfin, des calottes de glace qui fondent en été
  et se reforment en hiver recouvrent les régions
  polaires.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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• Mars possède deux satellites naturels Phobos et
  Deimos

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Phobos
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Deimos
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• Les quatre suivantes (Jupiter, Saturne, Uranus,
  Neptune) ont des diamètres beaucoup plus grands,
  compris entre 50 000 et 140 000 km et possèdent
  des masses volumiques de l'ordre de 1 g/cm3.
• Elles sont essentiellement constituées de gaz
  (hydrogène, hélium, méthane, ammoniac,...). Pour
  cette raison, elles ont été baptisées planètes
  gazeuses (on dit parfois planètes géantes).

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(No Transcript)
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• Malgré leurs grands diamètres, elles effectuent
  leur rotation en une dizaine d'heures, raison
  pour laquelle les structures de leurs
   atmosphères  sont étirées en bandes parallèles
  à l'équateur.
• De plus, ces planètes possèdent toutes des
  anneaux (seuls ceux de Saturne sont aussi
  grandioses).
• Enfin, elles possèdent toutes plusieurs
  satellites naturels.

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JUPITER

• Plus grosse planète du système solaire, Jupiter
  est essentiellement gazeux. Malgré son diamètre
  plus de onze fois supérieur à celui de la Terre
  (142796 km), il effectue une rotation en moins de
  dix heures, sa révolution autour du Soleil se
  faisant en 11 ans 314.8 jours terrestres.

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(No Transcript)
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• Ses caractéristiques visibles les plus marquantes
  sont l'aplatissement de son globe aux pôles ainsi
  que les structures nuageuses alternativement
  sombres (bandes) et claires (zones), sans oublier
  la grande tache rouge.
• Cette planète géante peut contenir plus de 1300
  planètes de la taille de la Terre!

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(No Transcript)
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• Enfin, elle possède de nombreux satellites (28 )
  dont les quatre plus gros sont très connus et
  aisément visibles depuis la Terre Europe, Io,
  Callisto et Ganymède.

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IO
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EUROPE
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GANYMEDE
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CALLISTO
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SATURNE

• Avec ses anneaux, Saturne est incontestablement
  la planète la plus spectaculaire à observer.
• Elle présente également la propriété
  exceptionnelle d'avoir une masse volumique
  moyenne de 0,69 g/cm3, signifiant qu'elle
  flotterait sur l'eau !

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(No Transcript)
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• Saturne se trouve à près dun milliard et demi de
  kilomètres du Soleil.
• Elle est moins grosse que Jupiter, mais son
  diamètre à léquateur atteint tout de même 120660
  km, et sa masse 95 fois celle de la Terre!

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(No Transcript)
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• Comme Jupiter, cest une boule géante dhydrogène
  et dhélium, fortement aplatie aux pôles par son
  mouvement de rotation très rapide

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(No Transcript)
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• Comme Jupiter, elle possède de nombreux
  satellites (30) dont le plus gros se nomme Titan.

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Titan en vraies couleurs
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URANUS

• Uranus présente la particularité d'avoir son axe
  de rotation quasiment couché dans son plan de
  révolution.

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(No Transcript)
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• Elle se trouve en moyenne à 2875000000 km du
  Soleil.
• Avec un diamètre denviron 50000 km et une masse
  représentant près de quinze fois celle de la
  Terre, Uranus est encore une planète géante, bien
  quelle ne puisse rivaliser avec Jupiter et
  Saturne

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(No Transcript)
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• Elle tourne ainsi vers le Soleil alternativement,
  chacun de ses pôles, durant les 84 ans quelle
  met pour accomplir sa ronde autour de létoile.
• Ainsi, pendant plus de 40 ans de suite, la moitié
  de la planète connaît un jour continuel, tandis
  que lautre reste plongée dans la nuit.
• Uranus, comme les autres, possède des satellites
  naturels qui sont au nombre de 27.

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NEPTUNE

• Neptune est la dernière grosse planète du système
  solaire.
• Les bandes nuageuses y sont plus marquées que
  sur Uranus.
• On y distingue également la Grande tache sombre
  qui rappelle la Grande tache rouge de Jupiter

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(No Transcript)
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• Son diamètre à léquateur est de 48600 km
  (3,88fois celui de la Terre).
• Elle se trouve à une distance moyenne de
  4504000000 km du Soleil.
• Elle effectue sa révolution autour du Soleil en
  164 ans 280 jours terrestres.
• Enfin, elle possède 13 satellites naturels.
• Son plus gros satellite cest Triton.

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Triton
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PLUTON
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• Le cas de Pluton est particulier, en ce sens que,
  depuis 1992, on découvre une série de petits
  corps semblables aux astéroïdes, mais ayant leurs
  orbites au-delà de celle de Neptune et dénommés
  pour cette raison objets transneptuniens (ou TNO
  selon l'abréviation anglaise). Cette nouvelle
  ceinture d'astéroïdes porte le nom de ceinture de
  Kuiper.

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• Les diamètres des objets déjà découverts sont de
  l'ordre de quelques centaines de kilomètres et
  les plus gros rivalisent avec Pluton. Il se
  dessinait donc une tendance de plus en plus
  marquée à déclasser Pluton de la famille des
  planètes et à ne plus le considérer que comme un
  TNO.

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• Cest fait depuis août 2006 après avoir
  découvert un TNO plus gros que PLUTON, cette
  dernière nest désormais plus considérée comme
  une planète mais comme une planète naine au même
  titre que Cérès, lun des plus gros astéroïdes
  connus.
• Pluton possède un satellite nommé Charon.

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Pluton et charon
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PETITS CORPS

• Dautres corps autres que les neuf planètes du
  système solaire et leurs satellites, gravitent
  autour du soleil.

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• Entre les orbites de Mars et de Jupiter, on a
  découvert un grand nombre de petits corps, les
  astéroïdes ou petites planètes.

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LES ASTEROÏDES

• On en compte actuellement une vingtaine de
  milliers, mais on en découvre de nouveaux chaque
  mois.
• Le plus gros, Cérès, atteint presque 1 000 km de
  diamètre, mais la majorité ne dépassent pas un à
  quelques dizaines de kilomètres.

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• Les astéroïdes sont de petits corps rocheux
  (parfois très riches en métaux) qui ont subi,
  comme les autres corps du système solaire, un
  bombardement météoritique, dont les cratères
  d'impact témoignent.
• La dimension et la masse de ces corps sont trop
  petites pour que la gravité soit capable de leur
  imposer une forme à peu près sphérique.

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EROS
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• Parmi eux, Éros, photographié par la sonde NEAR
  (Near Earth Asteroid Rendez-vous) qui s'est
  satellisée autour de lui avant d'y être projetée
  (image ci-dessous).

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(No Transcript)
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• L'astéroïde Gaspra. Mosaïque d'images obtenues
  par la sonde Galileo au cours de son périple vers
  Jupiter. Dans sa plus grande dimension, il ne
  mesure que 19 km.
• Les petits corps (moins de quelques centaines de
  kilomètres) ne parviennent pas à adopter la forme
  à peu près sphérique des planètes. Leur propre
  champ de gravité n'est pas suffisant pour ce
  faire.

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(No Transcript)
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• Une surprise nous est réservée par l'astéroïde
  Ida  on découvre, à droite sur l'image, la
  présence d'un satellite, Dactyl.
• La plus grande dimension de Ida est de 58 km.
  Dactyl présente une forme assez ronde de diamètre
  voisin de 1,5 km  il gravite à quelque 90 km de
  Ida.

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(No Transcript)
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Les comètes

• Selon le modèle de F. Whipple, une comète
  consiste en une  boule de neige sale , le
  noyau, en général de forme irrégulière et dont
  les dimensions sont de l'ordre du kilomètre.
• Les glaces du noyau se subliment à son approche
  du Soleil, libérant gaz et poussières qui forment
  une chevelure (coma) ainsi qu'une ou plusieurs
  queues suite à l'interaction avec le rayonnement
  et le vent solaires.

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(No Transcript)
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• Les queues cométaires sont toujours dirigées à
  l'opposé au Soleil.
• Les comètes circulent sur des orbites en général
  très elliptiques (allongées), qui les amènent
  pour certaines (c'est le cas de la comète de
  Halley) à traverser périodiquement tout le
  système solaire.

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Comète Ikeya-Seki
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• Afin de rendre compte du fait que les comètes se
  déplacent dans toutes les directions dans le
  système solaire, l'astronome Oort a été amené à
  postuler l'existence d'un vaste réservoir de
  comètes, de forme sphéroïdale, situé aux confins
  du système solaire.
• Ce nuage, dont l'existence est toujours
  hypothétique, est appelé le nuage dOort. Il
  posséderait un rayon de l'ordre d'une année de
  lumière !

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III) Autres objets célestes
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Les nébuleuses

• Ce sont des nuages de gaz et de poussières qui
  flottent dans lespace, entre les étoiles.
• La plupart des nébuleuses sétendent sur
  plusieurs dizaines dannées-lumière.

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(No Transcript)
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• Mais leur matière est si diluée quun déménageur
  pourrait aisément en porter sur le dos un volume
  gros comme la Lune!
• Elles renferment tout au plus une centaine
  datomes par centimètre- cube, et offrent ainsi
  aux savants la chance inespérée de pouvoir
  étudier des phénomènes impossibles à observer sur
  la Terre, où même dans les laboratoires, on ne
  parvient jamais à réaliser un vide aussi poussé.

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(No Transcript)
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• La fameuse Nébuleuse de la Tête de Cheval, la
  silhouette sombre d'un nuage de gaz obscur sur
  fond rouge d'hydrogène excité.
• Des stries verticales dans la nébuleuse rouge
  témoignent de la présence d'un champ magnétique
  qui contraint le gaz à suivre ses lignes de
  champ.

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Nébuleuse de la Tarentule
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• 30 Doradus, aussi dénommée Nébuleuse de la
  Tarentule, ou NGC 2070, est située dans le Grand
  Nuage de Magellan, à quelques 170 000 années -
  lumière de la Terre.
• C'est une des plus grande régions connues de
  formation d'étoiles dans le Groupe Local de
  Galaxies.

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• Comme nous pouvons le constater sur les images
  ci-dessus, certaines nébuleuses sont obscures,
  dautres brillantes.
• Elles deviennent brillantes quand une étoile
  proche les illumine, sinon elles restent obscures.

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Les galaxies

• Les étoiles ne sont pas réparties au hasard dans
  lUnivers. Elles se groupent en ensembles que
  lon nomme galaxies.

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Galaxie dAndromède
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• On distingue habituellement notre Galaxie, à
  laquelle appartient le Soleil, des autres
  galaxies.
• Le Soleil n'est qu'une parmi les 200 milliards
  d'étoiles de cette galaxie spirale barrée typique
  qui mesure environ 90 000 années lumière de
  diamètre.
• Voici un dessin de Notre Galaxie vue par dessus.

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(No Transcript)
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• La Voie Lactée nest autre que la trace dans le
  ciel, de notre Galaxie vue par la tranche.
• Elle renferme une telle accumulation détoiles
  que nous ne pouvons pas les distinguer
  individuellement.

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(No Transcript)
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• Les amas ouverts
• On appelle amas ouverts les petits groupes
  d'étoiles, essentiellement présents dans le
  disque de notre Galaxie, et dans celui d'autres
  galaxies spirales.

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La Boîte à Bijoux
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• ces ensembles stellaires comportent en général
  quelques centaines ou quelques milliers d'étoiles
  liées par la gravitation et en orbite autour d'un
  centre de masse commun.
• Il pourrait exister quelque 100 000 amas ouverts
  dans la la Voie Lactée, dont seulement 1 ont été
  catalogués pour l'instant.

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Les Pléïades
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• Les six, parfois sept, principales étoiles de
  cet astérisme sont visibles à l'oeil nu.
• Mais cet amas ouvert, situé, selon les mesures
  (discutées) d'Hipparcos, à 400 années-lumière
  pourrait contenir, à l'intérieur d'un domaine
  d'un diamètre de 30 années-lumière, jusqu'à 500
  objets (3000 si l'on compte les mini-étoiles),
  certains très faibles.
• On ne voit en fait facilement que ses étoiles
  bleues, chacune étant des centaines de fois plus
  brillantes que le Soleil.

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• Les Hyades , qui constituent la partie
  centrale d'un groupe assez dispersé, l'amas du
  Taureau, comptent une bonne centaine d'étoiles
  qui semblent toutes se diriger dans la direction
  de la constellation d'Orion.
• Les Hyades, vieilles de 600 millions d'années,
  renferment moins d'étoiles massives que les
  Pléiades.

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Les Hyades
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• Ces étoiles on en effet une existence brève et
  sont ici mortes pour la plupart.
• Cet amas ouvert, distant de 130 années-lumière,
  est le plus proche de la Terre. Le mieux étudié
  aussi, sans doute.
• (NB Aldébaran, l'étoile la plus brillante sur
  la photo, n'appartient pas à l'amas).

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• La Crèche, ou M 44 est un amas ouvert vieux
  de 400 millions d'années, dont les étoiles sont
  assez dispersées et qui est visible à l'oeil nu
  comme une pâle lueur d'un diamètre apparent
  comparable à deux ou trois fois celui de la
  pleine Lune.
• Située à 580 années-lumière de nous, la Crèche
  comprend deux à trois cents étoiles.

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Amas de la Crèche
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• Les amas globulaires
• Les amas globulaires sont des groupes très serrés
  d'étoiles concentrées dans un espace sensiblement
  sphérique de 50 à 300 années-lumière, et
  présentant une surdensité marquée dans leur
  région centrale.
• L'effectif de ces amas peut atteindre plusieurs
  dizaines, parfois plusieurs centaines de
  milliers, voire plusieurs millions d'objets.

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M13 (Hercule)
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• On connaît actuellement plus de 150 amas
  globulaires dans notre Galaxie (la moitié étant
  situés dans les directions des constellations du
  Sagittaire, d'Ophiuchus et du Scorpion).

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M22 (Sagittaire)
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• Ces objets, très différents des amas ouverts,
  sont constitués des étoiles les plus âgées que
  l'on connaisse le plus souvent au-delà de dix
  milliards d'années, ce qui correspond à la
  période de formation de la Galaxie.
• Ce qui signifie que leur formation en est
  contemporaine.
• Les grosses étoiles, à courte durée de vie, en
  sont pratiquement absentes.

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Amas M3 (Chiens de Chasse)
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• Omega Centauri NGC 5139 est, avec une magnitude
  de 4,17, l'amas globulaire le plus brillant que
  l'on puisse observer.
• Son éclat en fait un objet visible à l'oeil nu.
• Sa distance est estimée à environ 20 000
  années-lumière.
• Son diamètre apparent est comparable à celui de
  la pleine lune.
• L'amas rassemble une dizaine de millions
  d'étoiles dans une volume d'une cinquantaine
  d'années-lumière de diamètre.

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Oméga du Centaure