Découvrez l’astronomie

L’astronomie commence dès que l’on commence à redresser la tête vers le ciel, ou bien que l’on s’intéresse à tout ce qui se passe dans l’Univers. Il n’est pas nécessaire d’avoir des instruments sophistiqués pour commencer. Il faut avant tout se familiariser avec quelques concepts et définitions. Une petite initiation un d’un soir d’été peut apporter beaucoup! Je vous propose cette succession d’étapes pour vous familiariser.

Ce soir, il n’y a rien à la télé, le ciel est étoilé ! Allons faire un plongeon dans la voie lactée !

De plus en plus les municipalités éteignent l’éclairage public à partir de 22 ou 23h. C’est le moment d’aller découvrir le spectacle du ciel. Il suffit de se laisser porter pour découvrir les constellations.

Ce qu’il faut pour découvrir le ciel :

• • prévoir d’apporter une petite laine, un anti-moustique, une bouteille d’eau, des gâteaux à partager, une couverture pour s’allonger dessus ou un siège bien incliné et confortable. Sur son téléphone, télécharger l’application « stellarium » ou équivalent. C’est très utile pour se donner une image des constellations et se repérer. Regarder comment définir le mode nuit. Si vous prenez une lampe de poche, mettre une gélatine rouge pour éviter d’éblouir les yeux environnants qui ne manqueront pas de montrer leur mécontentement. Il faut une 20aine de minutes pour que notre vision s’adapte et que l’on soit capable de voir des détails lumineux dans le ciel qui nous surprendront.
    Il faut être prêt à passer un bon moment.

• • le lieu : choisir un lieu où il n’y a pas de gêne lumineuse. Pas de lampadaire, pas de villes qui rayonnent, pas de route où les voitures en plein phare tuent nos rétines. L’espace doit être dégagé à l’horizon.

• • sur « stellarium », sélectionner la date du jour de votre sortie, et vérifier ce que vous pourriez voir. Y a-t-il la lune ? Des planètes ? À quelle heure ? Si c’est la pleine lune, alors ce sera une soirée d’observation de la lune !

• • Pour la première fois, il n’est pas nécessaire de sortir un télescope Des jumelles seront les bienvenues. Le but de cette soirée est d’apprendre à se diriger dans le ciel.
    Sur le site Action Science, vous pourrez lancer la bande son qui vous guidera vers cette découverte.
    Aller c’est parti !!

Notre Univers (bande son)

Tout le monde est en place ? Pour attendre les 20 minutes que notre vue s’habitue à l’obscurité, on peut juste se remettre en question de qui on est et d’où venons nous ? La réponse est bien sûr au dessus de nos têtes et de nombreux scientifiques ont contribué pour reconstruire cet incroyable puzzle de notre existence et de l’existence de l’univers tout entier.
Nous sommes sur la planète Terre, cet incroyable vaisseau qui tourne autour de son étoile, le Soleil. Parce que la terre tourne sur elle même en 24h, nous vivons les alternances de jours et de nuits. Le jour, le Soleil est si brillant, qu’il ne permet pas aux étoiles de la nuit, d’être visible. La nuit, lorsqu’il est derrière la terre pour nous, des milliards d’étoiles scintillent dans le ciel.

Qu’est-ce qu’une étoile ? Pour comprendre, il faut retourner à l’instant zéro, au moment du Big Bang.
Imaginez il y a 13.8 milliards d’années, vous n’existiez pas, la matière qui vous composent n’existait pas. Seule existait une énergie phénoménale dans un espace très restreint qui compose l’Univers. Cette énergie s’étend, et en s’étendant elle diminue, ou se refroidie. A cet instant, apparaissent les premiers éléments de matière : les quarks et les gluons. Ils vont trop vite encore pour s’associer. L’expansion continue et la température diminue. Alors, les quarks et gluons commencent à s’associer pour former des particules composites: les protons, les neutrons. Ce sont les éléments essentiels qui composent les atomes de l’Univers.
L’expansion continue, les protons et neutrons vont pouvoir se rencontrer. Le premier atome apparaît : l’hydrogène, composé d’un seul proton. En s’associant avec un autre hydrogène, il donnera naissance à l’hélium. Ainsi, juste après le Big Bang, beaucoup d’hydrogène, un peu d’hélium et un tout petit peu de Lithium vont être créés à partir de cette énergie phénoménale, mais il y en aura énormément !

La masse attire la masse : c’est la gravité ! Et bien les atomes se rapprochent les uns des autres, attirés par leur masse. Cela forme d’immense grumeau dans cet univers qui continue à s’étendre. Ces masses deviennent énormes ! Lorsque l’on empile ainsi des masses, la pression devient énorme ! Lorsque la pression augmente, alors la température augmente. Elle devient énorme ! Ainsi l’énergie au centre de ces masses devient énorme ! C’est alors que les réactions thermonucléaires vont commencer. 2 hydrogènes pourront alors s’associer pour former un hélium en dégageant beaucoup d’énergie. Après quelques centaines de millions d’années, l’univers s’éclaire par le rayonnement émis de ces masses célestes : les premières étoiles ! La gravité les écrase, les réactions nucléaires les dilatent. L’hydrogène est consommé pour former de l’hélium, et de l’énergie est émise sous forme de rayonnement. Ce rayonnement est composé de particules élémentaires sans masse très rapides : les photons.

et puis, l’hydrogène commence à manquer… la masse de l’étoile n’a pas changé, donc la gravité va prendre le dessus. L’étoile va continuer de son contracter. La température va augmenter ! Et ainsi l’hélium va alors s’associer pour former des atomes plus gros ! Pour former du carbone et de l’oxygène ! Après 3 millions d’années d’existence, si jeune, cette étoile va imploser puis exploser en projetant toute cette matière dans l’espace.
Des étoiles se forment et explosent en créant successivement de la matière de plus en plus élaborée : ce sont des supernova, qui dégagent des quantités d’énergie importantes. Là aussi, des atomes plus élaborés vont être formés. La matière projetée forme ensuite des nébuleuses, où la matière se répand sur des distances astronomiques. Elle finit par de nouveau s’associer par effet de gravité. Rapidement, l’hydrogène forme une étoile, et attire un cortège d’autres éléments qui se met à graviter autour. Une autre étoile naît, MAIS ! Des disques de matière gravitent. Cette matière est triée par densité autour de l’étoile. En tournant, la matière s’agglomère sur sa trajectoire circulaire grâce au moteur de la gravité. Il s’agit alors d’un incroyable balayage en quelques centaines de millions d’années, pour former des sphères de matière de plus en plus grosse, qui se stabilisent à des distances quasiment régulières. A chaque fois qu’un corps plus petit avoisine cette masse planétaire, il est alors attiré et avalé ; c’est le destin des astéroïdes.

Et notre Terre fut!

C’est comme cela qu’est née notre terre, avec une particularité. Alors qu’elle était bien jeune sphère, un astéroïde du nom de Théïa, est entré en collision avec elle. Une partie de la croûte terrestre a été arrachée. Elle gravite maintenant autour de la terre ; c’est la Lune.

Et voilà, notre Soleil est né, notre Terre est née avec les autres planètes du système solaire et tous les autres corps de matière du système solaire… et il y en a beaucoup !
Toutes ces planètes tournent autour du Soleil, et le Soleil tourne aussi sur un bras d’un corps céleste immensément grand : notre galaxie, la voie lactée. Cette galaxie est composé d’un ensemble de quelques centaines de milliards d’étoiles qui tournent autour d’un centre « virtuel » constitué d’un immense trou noir.
Le trou noir est une curiosité de l’univers, tellement dense que même les photons de lumière ne peuvent pas en sortir. Ainsi, on ne peut pas les voir ! La géométrie des galaxies est difficile à comprendre. Certains astrophysiciens prévoient l’existence d’une forme de matière que nous ne connaissons pas encore : la matière noire.

Toujours est-il que notre galaxie ressemble à un disque de 100 000AL de diamètre et d’une centaine d’AL d’épaisseur.
Les distances sont tellement grandes, qu’il a été nécessaire d’utiliser une unité particulière : l’année lumière. Cela correspond à la distance parcourue par la lumière à la vitesse de 300 000km/s pendant une année. 1 AL correspond à 10^13 km
Les étoiles que nous voyons au-dessus de nos têtes, appartiennent à notre galaxie. Avec un télescope, il est possible d’observer d’autres galaxies. La voix lactée qui est au-dessus de nous, correspond au plan du disque. C’est en regardant vers le sagittaire, que notre vision se tourne vers le centre de notre galaxie.
Nous avons l’impression d’avoir un tableau de points brillants sous nos yeux. Cependant, ces points ne sont pas tous à la même distance de nous.

Quelques grandeurs

Distance de certaines étoiles:
La plus proche, alpha du centaure est à 4AL et Sirius (dans le chien) : 8.6 AL (20 Soleil)
Castor (51 AL) et pollux ( 34 AL)
le bouvier (Arcturus, 37 AL / 27 soleil)
aldebaran 65 AL (44 soleil)
l’étoile polaire (431 AL)
Orion (ceinture d’Orion : 817 AL – 1342 AL – 916 AL)
Vega 25 AL, ( 37 soleil) est né il y a environ 400-500millions d’années ! Alors que notre soleil est né il y a 4,5 milliards d’années
Altaïr 16 AL
Deneb 1550 AL

Où est le nord?

La Terre tourne sur elle même. Il existe donc un axe de rotation ! C’est un axe géométrique qui passe par les 2 pôles. Cet axe reste identique durant la rotation de la Terre autour du soleil. On a en effet l’impression qu’il vise une étoile dans le ciel : l’étoile polaire. Les navigateurs avaient bien remarqué cette particularité ! Durant la nuit, c’est la seule étoile qui n’a pas de déplacement apparent du fait de la rotation de la terre. Comme sur un manège, on voit se déplacer ce qui est extérieur au manège, alors que c’est nous qui tournons !
C’est ainsi que les hommes ont appris à reconnaître la disposition des étoiles dans le ciel. Ils alors commençaient à imaginer des formes connues, et de leur associaient des histoires. Nous avons hérité des légendes de la mythologie grecque, mais il existe certainement de nombreuses légendes dans d’autres pays.

Voilà nous y sommes.
Dans le ciel, on peut dessiner des formes imaginaires. On les appellent les constellations. Il y en a 88. Le plan de l’écliptique est un plan imaginaire dans lequel le soleil de lève. Dans ce plan, on peut dessiner 12 constellations qui seront représentatives des mois de l’année : le verseau (01), poisson (2), bélier (3-4),Taureau (mai), gémeaux (juin), cancer, Lion, vierge, balance, scorpion, sagittaire, capricorne. Cela signifie que le soleil du matin se lève dans cette constellation à ces instants de l’année. Donc, on les voit essentiellement au niveau de l’horizon.

Ensuite, dans le ciel on remarque des étoiles beaucoup plus brillantes que d’autres, et des formes aussi plus atypiques que d’autres :
La casserole, le W, le triangle d’été sont remarquables l’été. La constellation d’Orion est remarquable en hiver.

La casserole : elle représente la partie supérieure gauche de la constellation de la grande ourse. Lorsque l’on repère le bord extérieur droit de la casserole, et qu’on le reporte 7 fois dans l’alignement, on arrive à une étoile moyennement lumineuse : il s’agit de l’étoile polaire.
Ça y est, nous avons identifié l’étoile polaire ! Nous savons où est le nord ! Depuis ce point, continuons à explorer le ciel.