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Catherine TURON
Observatoire de Paris-Meudon
DASGAL / UMR CNRS 8633
Oser le SavoirRecherches dans
l'Univers24 novembre 2000
Cité des Sciences et de l'Industrie
Deux satellites pour arpenter la Galaxie
DASGAL / UMR CNRS 8633
![Page 2: Catherine TURON Observatoire de Paris-Meudon DASGAL / UMR CNRS 8633 Oser le Savoir Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Cité des Sciences et de l'Industrie](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062622/551d9dbd497959293b8e00b0/html5/thumbnails/2.jpg)
2Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Où vivons-nous ???
Quel est l'ensemble d'étoiles dans lequel nous vivons ?
• quelle est sa forme ?• quelle est sa dimension ?• depuis quand est-il formé ?• comment a-t-il évolué ?
Est-ce que toutes les étoiles sont comme le Soleil ?
Photo Axel Mellinger
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3Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Le monde des étoiles et des galaxies
Est-ce que toutes les galaxies sont comme la nôtre ?
Comment déterminer la distance d'une galaxie lointaine ?
Peut-on estimer l'âge d'une étoile ?Ont-elles toutes le même âge ?
Qu'y a-t-il d'autre que des étoiles dans une galaxie ?
AAT
HST
VLT
AAT
HST
ESO
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4Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
à un ensemble d'étoiles
• irrégulier ? • elliptique ?• sphérique ?• en spirale ?• avec une barre ?
A quoi ressemble notre Galaxie ?
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5Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Le choix du poste d'observation est crucial !
Cette planète est toute sèche, et toute pointue et toute salée.
Antoine de Saint-Exupéry
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6Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Forme de notre Galaxie dessinée par William Herschel à partir de dénombrements d'étoiles
Hypothèses fâcheuses: les étoiles sont réparties uniformément l'espace interstellaire est transparent on observe jusqu'aux confins du système les étoiles ont toutes la même luminosité absolue
Manque crucial: des distances correctes W. Herschel, 1785
Soleil
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7Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Notre Galaxie : quelle est sa forme ? quelle est sa taille ?
30 kpc ~ 100 000 années-lumière
9 kpc
1800 Herschell
1900 Kapteyn
Soleil
1915 Shapley
90 kpc
Galaxies extérieures petites et proches
Au cours des siècles ...
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8Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
M83 image (with Sun marked)
notre Soleil pourrait être là
M 83
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9Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Disque
Noyau(~ 3 pc)
Bulbe(~ 3 kpc)
Halo sphérique(> 30 kpc)
Amas Globulaires
notre Soleil pourrait être là
NGC 4565
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10Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
La détermination des distances dans l'Univers est, par essence, une tâche impossible
P.W. Hodge, 1981
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11Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Quelle est la distance des étoiles ?
Nom Date 109 km
Aristarque - 280 "immense" !
Ptolémée 150 0.13
Copernic 1500 "immense" !
Tycho Brahe 1580 0.09
Képler 1600 220
Newton 1685 150 000
Bessel-Struve-Henderson
1837-39 > 40 000
Etoile 1ères mesures Hipparcos
Sirius (Newton) 150 000 81 380 ± 30
α Centa uri (Henderso )n 33 000 41 58 4 ± 20
61 Cygni (Bessel) 10 5 500 10 7 480 ± 56 0
α Lyrae (Str uve) 12 0 000 23 9 400 ± 10 00AAT
VLT
NGC 6712
NGC 3293
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12Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Distance et parallaxe trigonométrique
orbite de la Terre
étoiles lointaines
D = R / La distance D est de 1 parsec si la parallaxe est de 1 seconde de
degréR = 1 unité astronomique (u.a.)
Etoile la plus proche : = 0,7 , D = 1,2 pc
étoile proche
D
R
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13Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Déplacements sur la sphère céleste :parallaxe trigonométrique et mouvement
propre
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14Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Quelques unités utiles
L'année-lumière 1 année-lumière = 9,5 x 1012 km
Le parsec
C'est la distance d'une étoile dont la parallaxe trigonométrique est de 1 seconde de degré.
1 pc = 206 000 u.a. = 3,1 x 1013 km = 3,26 années-lumière
L'unité astronomique
C'est le rayon de l'orbite circulaire que décrirait autour du soleil une planète de masse négligeable et de révolution 365,256 898 3263 jours
1 u.a. = 149,6 x 106 km
Demi-grand axe de l'orbite terrestre = 1,000 000 236 u.a.
Vitesse de la lumière c = 299 792,458 km/s
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15Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Ordres de grandeur
30 '
0,000 001 "
une fleur sur Mars
une micro-seconde de degré (as)
0,001 "
un personnage sur la Lune
une milli-seconde de degré (mas)
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16Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Extinction et rougissement
On voit les étoiles à travers des nuages de poussières ou de gaz.
Cela entraîne •une diminution de
leur luminosité apparente
•un rougissement
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17Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Première mission spatiale d'astrométrie, décidée en 1980
Lancée par Ariane le 8 août 1989Pas sur une orbite géostationnaire ...
Des données scientifiques obtenues pendant 37 mois, de novembre 1989 à mars 1993 sur 118118 000 étoiles000 étoiles
Précision obtenue : 1 mas
Catalogue publié en juin 1997
Incluse dans le programme scientifique de l'ESA en octobre 2000
Prévue entre 2010 et 2012
Lancement par Ariane 5
Orbite: à 1,5 million de km, dans la direction opposée Soleil
Observation de un milliard un milliard d'étoilesd'étoiles pendant 5 ans
Précision attendue : 10 as à V = 15
D'Hipparcos à GAIAdes mesures de distances et de mouvements si précis
que de nombreuses idées en sont ou en seront changées
Deux missions de Deux missions de l'Agence Spatiale Européennel'Agence Spatiale Européenne
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18Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
118 000 étoiles dans le voisinage solaire
jusqu'à la magnitude 12,4
21 000 distances à mieux que 10% 220 pc photométrie en 3 couleurs pas de vitesses radiales
aucune galaxie
1 quasar
48 astéroïdes + 3 satellites
confirmation de 5 exo-planètes
plus d'un milliard d'étoiles dans toute la Galaxie, et au-delà
jusqu'à la magnitude 20-21
220 millions 27 000 pc
photométrie en 15 couleursvitesses radiales
1 à 10 millions de galaxies
500 000 quasars
100 000 à un million d'astéroïdes
~ 30 000 exo-planètes
d'Hipparcos à GAIA
![Page 19: Catherine TURON Observatoire de Paris-Meudon DASGAL / UMR CNRS 8633 Oser le Savoir Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Cité des Sciences et de l'Industrie](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062622/551d9dbd497959293b8e00b0/html5/thumbnails/19.jpg)
19Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Les Hyades vues par les parallaxes
sol Hipparcos
Gaia
![Page 20: Catherine TURON Observatoire de Paris-Meudon DASGAL / UMR CNRS 8633 Oser le Savoir Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Cité des Sciences et de l'Industrie](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062622/551d9dbd497959293b8e00b0/html5/thumbnails/20.jpg)
20Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Hipparcos a déjà montré
que même les étoiles supposées être à moins de 80 années-lumière du Soleil étaient très mal connues
que la densité locale en étoiles était sur-estimée
que la distance du Grand Nuage de Magellan était encore très mal connue
que beaucoup de distances mesurées au sol étaient sous-estimées, de 10 à 15 %
![Page 21: Catherine TURON Observatoire de Paris-Meudon DASGAL / UMR CNRS 8633 Oser le Savoir Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Cité des Sciences et de l'Industrie](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062622/551d9dbd497959293b8e00b0/html5/thumbnails/21.jpg)
21Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Hipparcos a déjà montré
que les distances d'amas globulaires étaient sous-évaluées
que leurs âges étaient sur-évalués (max = 12 à 14 milliards d'années)
contradiction levée entre l'âge de l'Univers et l'âge des objets les plus vieux de notre Galaxie
47 Tuc
![Page 22: Catherine TURON Observatoire de Paris-Meudon DASGAL / UMR CNRS 8633 Oser le Savoir Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Cité des Sciences et de l'Industrie](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062622/551d9dbd497959293b8e00b0/html5/thumbnails/22.jpg)
22Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
avec Gaia, on espère obtenir
• la détection de quelques 30 000 planètes extra-solaires
• la luminosité, l'état d'évolution et les caractéristiques physiques d'étoiles de toutes les parties de la Galaxie
• la structure et l'histoire de notre Galaxie
• une distance précise des Nuages de Magellan
• la découverte systématique de tous les objets du système solaire et de tous les objets extragalactiques jusqu'à la magnitude 20
• des tests de la relativité générale
• un recensement complet du voisinage solaire (jusqu'aux naines brunes)
![Page 23: Catherine TURON Observatoire de Paris-Meudon DASGAL / UMR CNRS 8633 Oser le Savoir Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Cité des Sciences et de l'Industrie](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062622/551d9dbd497959293b8e00b0/html5/thumbnails/23.jpg)
23Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
La Galaxie vue par Gaia
![Page 24: Catherine TURON Observatoire de Paris-Meudon DASGAL / UMR CNRS 8633 Oser le Savoir Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Cité des Sciences et de l'Industrie](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062622/551d9dbd497959293b8e00b0/html5/thumbnails/24.jpg)
24Recherches dans l'Univers 24 novembre 2000 Catherine TURON
Adresses sur la toile
Hipparcos http://astro.estec.esa/SA-general/Projects/Hipparcos/hipparcos.htmlGaiahttp://astro.estec.esa/SA-general/Projects/GAIA/gaia.htmlhttp://wwwhip.obspm.fr/gaia/ en français
Astronomie AmateursSociété Astronomique de France http://www.iap.fr/saf/ Ciel et Espace http://www.cieletespace.fr/Sky and Telescope http://www.skypub.com/
Photos du cielESO http://www.eso.org/outreach/gallery/astro/wfi/Anglo-australian Observatory http://www.aao.gov.au/htdocs/images/Hubble Space Telescope http://oposite.stsci.edu/pubinfo/Pictures.htmlA. Mellinger http://canopus.physik.uni-potsdam.de/~axm/astrophot.html