Astrophysique Générale

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~ 109 : 1 milliard

- Soleil autour de la Voie Lactée : 1 tour en 200 106 ans

Echelle de temps

On ne sait pas ce qui s’est passé entre 0 et 10-43 secondes (1032 K).

- 1,5 et 3 minute : nucléosynthèse primordiale

~ Formation hydrogène, hélium

~ Univers opaque

- 380000 ans : univers devient transparent

~ 3000 K

- 14 109 ans : aujourd’hui (3 K)

~ Formation de Galaxies

- 9,5 109 ans

~ Formation du Système solaire

- -4,55 109 ans → -3,8 109 ans

~ Bombardement météoritique

- -3,5 109 ans : date des plus vieux fossiles

~ Vie (marine)

- -0,57 109 ans

~ Invertébrés

- -0,4 109 ans

~ Vie sur la Terre Ferme

- -200 106 → -65 106 ans : extinction massive brutale

~ Dinosaures

- -30 106 ans

~ Primates

- -3 106 ans

~ Bipèdes

- -2 106 ans

~ Outils

- -0,5 106 ans → -0,1 106 ans

~ Feu

- -100000 ans → -50000 ans

~ Cro-Magnon

- -35000 ans → -10000 ans

~ Fin de l’homme de Neandertal

- -10000 ans

~ Néolithique (métaux, village, agriculture)

- -7000 ans

~ Ecriture

- -150 ans

~ Ere industrielle

Chapitre 1 : Les outils de l’astrophysique

- Introduction

Pendant des siècles, les observations se sont faites à l’œil nu et depuis le sol. A l’œil, on peut voir seulement 6000 étoiles.

A~ L’observation à l’œil nu

~ 1° = 60’ (minutes d’arc)

~ 1’ = 60’’ (secondes d’arc)

~ = Alpha

~ PR = Pouvoir de resolution en radian

~ = Longueur d’onde

~ D = Diamètre de la pupille

L’observation à l’œil nu est limitée à la lumière visible et aussi par le diamètre de la pupille de l’œil qui joue le rôle de surface collectrice de photons.

Le pouvoir de résolution est aussi la taille angulaire du plus objet que l’on peut distinguer.

Pouvoir de résolution

1’’ = cratère de ≈ 2 km sur la lune

0,05’’ = terrain de foot sur la lune (100 m)

0,001’’ = voir les joueurs

0,0001’’ = voir le ballon

~ Telescope Hubble : PR : 0,06’’

~ VLT (very large telescope) : PR : 0,0173’’

B~ Les limitations de l’atmosphère terrestre

Deux fenêtres laissent parvenir le rayonnement électromagnétique jusqu’au sol :

- Fenêtre optique en incluant la lumière visible et certaines lumières IR et UV

(300 nm 15 m)

- Fenêtre radio

(0,3 nm 15 m)

De plus, la turbulence atmosphérique limite la netteté des images grâce au pouvoir de résolution au mieux de 0,25’’.

~ Plus l’absorption par O², N² (azote), CO² (gaz carbonique), O3 (ozone), H²O (eau)

Un bon site pour observer dans le visible

- Grand nombre de nuits sans nuage

- Altitude élevée (couche d’atmosphère plus faible)

- Climat sec (vapeur d’eau nuit à l’observation

- Faible écart entre la Tjour et la Tnuit (éviter les remous dans l’atmosphère)

- Ecart des régions habitées (pour éviter les lumières parasites)

~ Ex : Sur la Mauna Kea à Hawaï, on est 4700 mètres d’altitude, au-dessus d’1/3 de l’atmosphère et au-dessus de 90 % de la vapeur d’eau.

- La fenêtre optique

A~ La lunette

La première lunette a été construite en 1610 par Galilée.

- Découverte des cratères et montagnes lunaires (voir polycopié)

Aberrations chromatiques (sur polycopié)

~ Aberration chromatique : fr ≠ fv

Aberrations de sphéricité (voir polycopié)

Pour avoir une image parfaite, il faudrait une coupe hyperbolique des lentilles : difficile à faire et pratique la coupe est circulaire.

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