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La problématique :Comment les nouveaux moyens d’observation astronomique révèlent-ils les mystères du ciel ?
ÉCOLE CENTRALE DE BUCAREST
MODUL D’ENSEIGNEMENT INTERDISCIPLINAIRE:2010-2011
La problématique:Comment les rayons gamma peuvent-ils nous aider dans la découverte des secrets des supernovae?
1.Présentation générale des supernovae: o définitiono couleurso classification
2. Historique de l`apparition
3.Les rayons utilisées pour l’observation des supernovae:o les rayons X , les rayons infrarouges , les rayons gamma
4. Les moyens d`observation:ole télescope Hubble
ole télescope Spitzer
ol’ observatoire Chandra
5. Présentation du produit final: une maquette
illustrant une supernova
Le plan:
Définition: Une supernova est : - une explosion complète d’une naine
blanche* ou - l'ensemble des phénomènes conséquents
à l’implosion d'une étoile massive (supergéante**)
dont le cœur s'effondre provoquant une onde de choc très violente qui expulse le gaz des couches extérieures (ce qui laisse les rémanents de supernova).
* naine blanche = objet céleste peu lumineux, de petite masse, très compact et dense, représentant l’ultime stade d'évolution des étoiles peu massives.
** supergéante = étoile de grands dimensions et de très grande luminosité ayant une faible densité . Selon leur température elles peuvent être des supergéantes bleues (très chaudes) ou rouges(moins chaudes)
1.Présentation générale
Les couleurs des supernovae:
1. Sont données par la présence des différentes éléments chimiques comme l’hydrogène, le silicium, l’oxygène ,l’argon, le magnésium , etc dans la structure des supernovae.
2. La différence de couleurs est causée aussi par la variation de l’énergie transportée par les ondes de choc (ex: au cas de SN ICC 433 la moitié violet a été crée par une onde de choc rapide 360km/h et l’autre moitié par une onde de choc de 108 km/h)
1.Présentation générale
Les vestiges de la supernova SN ICC 443 observés en rayonnement infrarouge
La couleur violet est donnée par les atomes de fer, néon, silicium et oxygène
La couleur bleu est donnée par les atomes d’hydrogène
Les vestiges de la supernova N49 observés par le télescope Hubble(Ière image) ,Chandra et
Spitzer( II ème image)
Les vestiges de la supernova N132D observés par Chandra(violet) et
Spitzer(bleu,vert,rouge)
La couleur rose est causée par la grand quantité d’énergie transportée par les ondes de choc
La couleur vert est donnée par la présence des
hydrocarbures aromatiques
Classification des supernovae:
Type I : - correspond à une explosion complète d’une naine blanche associée à une étoile évoluée
- sont observées dans les galaxies spirales et dans les galaxies elliptiques
Type Il : - sont des étoiles massives à la fin de son évolution , soit supergéante rouge ou bleue
- la luminosité est plus baisse que celle de type I
- sont observées dans les galaxies spirales
1.Présentation générale
Les supernovae de type I ont un spectre qui ne contient pas d'hydrogène.
Les supernovae de type II ont un spectre qui contient de l'hydrogène.
Type d`onde La longueur d`onde
Génération Détection Propriétés
Les rayonsInfrarouges
(I.R.)10-7 - 10-3 m
- ils sont émis par les corps chauds (enfonction de leur
température corporelle) ;
- cellulesthermoélectriques
;- pelliculesphotographiques ;
- ils sont absorbés par l`eau ;- ils produisent de lachauffage ;- ils sont utilisés dans « lasignalisation de nuit » ;
Les rayons X(Roentgen) 10-12- 10-10 m
- ils sont produits par des transitions
électroniques;
- pelliculesphotographiques ;
- compteur àscintillation ;
- détecteursemiconducteur ;
- ils pénètrent facilement la « matière molle » (ex : carbone , oxygène, azote) ;
- ils sont facilement absorbéspar la « matière dure » ; c`estce que permet l`imageriemédicale (radiographie,scanner) ;
Les rayonsgamma 10-13 - 10-10 m
- produit par ladésintégration desnoyaux atomiques
(réaction nucléaire);- rayonnementcosmiques ;
- détecteur à scintillation ;
- détecteursemi-conducteur ;
- ils produisent la fluorescence
des substances ;-ils sont pénétrants dans lamatière- ils provoquent deschangements physiologiques ;
3.Les rayons utilisées pour l’observation des supernovae
Supernova Cassiopeia A observée par les télescopes Spitzer (rouge) et Hubble (Jaune) et par l’observatoire Chandra ( vert
et bleu)
observée seulement en rayonnement infrarouge par le télescope Spitzer
Le télescope spatial Hubble
Caractéristiques
Masse 11 000 kg
Orbite Elliptique basse
Altitude 590 km
Période 96-97 min
Télescope
Type Ritchey-Chrétien
Diamètre 2,4 m
Distance focale 57,6 m
Longueur d'onde Visible, ultraviolet, proche infrarouge
Instruments
NICMOS Caméra et spectromètre infrarouge
ACS Caméra
WFC3 Caméra à large champ
STIS Spectromètre et caméra
4. Les moyens d`observation:
4. Les moyens d`observation:
L’Observatoire spatial Chandra
Caractéristiques
Domaine Rayons X
Masse 4,800 kg
Orbite elliptique
Altitude 10 000-140 161 km
Période 64h 18min
Télescope
Type 4 paires de réflecteurs paraboliques/hyperboliques
Diamètre 1,2 m
Superficie 400 cm2
Distance focale 10m
Instruments
ACIS spectromètre X
HRC caméra X
HETGS Spectromètre X à haute résolution
LETGS spectromètre X à haute résolution
Vestiges de la Supernova de Kepler( SN 1604)
observés en rayonnement x et infrarouge:
Groupe de travail:
Chiorean Ana Mantu Cristina - Elena Pascariu Ana - Daniela Toma Maria Tudose Denisa Raluca
L`équipe pédagogique:Ileana Patrichi – professeur de physique
Maria Popescu – professeur des mathématiques
Svetlana Bodnaras – professeur de français
Angela Ditu – professeur de français
Les professeurs référents:Ileana Patrichi – professeur de physique
Maria Popescu – professeur des mathématiques
Les disciplines utilisées:Mathématiques
Physique
La formation de la nébuleuse du Crabe issue de la supernova découverte en 1054
A.D.
La formation et l’évolution de la supernova de Tycho Brahe jusqu’à nos jours
Bibliographie:
o Encyclopédie Encarta Collection 2004o Encyclopédie Universalis 2010o Manuel de physique ,classe
Xieme,ed.Crepuscul 2006o www.nasa.govo http://www.larousse.fr/encyclopedieo www.astrosurf.net
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