La matière noire?
Les amas globulaires contiennent de la matière noire"invisible" ce qui justifient leur masse élevée, la détection d'étoiles 0,18 fois celle du soleil peut donc exister cette détection a été faite par effet de microlentille
Les superbulles
Dans une concentration d'étoiles massives que l'on appelle "superbulle", on découvre des systèmes cosmiques composé de particules qui sont essentiellement des protons, accélérées jusqu'à des très grandes vitesses qui viendraient de l'environnement des trous noirs à des phénomènes super énergétique ou des superbulles résultat de la concentration d'étoiles massives.il sont visible par les rayons gamma qui sont engendrés par la collisions des particules accélérées et les particules de la périphérie de l'étoile
L'inflation de l'univers
D'après les observations, l'univers est en expansion depuis 13,7 milliard d'années.
Au début l'idée c'est qu'il y a eu l'inflation, elle suppose que l'univers c'est fortement dilaté et aurait aplani toute courbure de l'espace, dilué son contenu et semé les graines des futures galaxies. La cause de cette inflation est le champ scalaire nommé inflaton qui engendre une force repulsive qui entraîne la dilatation de l'espace,ce champ initialement a une énergie potentielle élevée qui perd progressivement jusqu'à atteindre une énergie potentielle minuscule qui marque l'arrêt de l'inflation.
Nous avons donc prédis de cette théorie le fond diffus cosmologie marquant que les fluctuations de la distribution de l'énergie de l'univers primitif étaient presque invariant d'échelle, nous avons aussi l'explication que l'univers est aussi homogène et plat car cette perte de l'inflation l'a étiré lui donnant sa longuivité et sa courbure nulle sans avoir besoins de son états au début du big bang et enfin l'inflation et inévitable car le big bang contenait des champs succeptibles d'entamer l'inflation dans les théories d'unification, telle que la théorie des cordes et dans l'univers primitif chaotique, il est presque certain qu'il existait une région de l'espace où l'un de ces champs remplissait les conditions pour qu'il y ait l'inflation.
Mais des désaccords entre les observations et les perditions sont permises, en effet une mauvaise inflation donnait plus de galaxie ceci suppose que l'inflation a un profil particulier autrement on observe pas la matière et on dit que l'inflation est mauvaise mais elle set plus probable dans la théorie et aussi plus vraisemblable d'avoir un univers plat sans inflation qu'avec inflation!
Mais ceci peut être expliqué par une inflation éternelle, une fois entamée, elle ne s'arrête jamais résultat de la combinaison de la physique quantique avec l'expansion accélérée mais les fluctuation étaient aléatoires, elles seront grandes dans une certaine régions dans certaines régions de l'espace et conduire à des retards importants puis se compenser,
donc dans un univers éternelle, tout ce qui peut arriver arrive et en fait une nombre infinie de fois.
Pour éviter l'inflation éternelle, on se rapproche des conditions initiales, bien que le caractère éternelle est couplée la physique quantique
Pour l'éviter l'univers doit être au départ a un état particulier de sorte que l'inflation se termine avant l'effet quantique ceci imposant des conditions initiales très précises de tous les états initiaux seule une petite fraction conduit à des univers homogènes et plats semblable à celui que l'on observe
D'où l'idée d'un univers cyclique qui aplatit l'espace temps c'est l'idée qu'il n'y a pas un commencement mais un rebond accompagnant la création de la matière et du rayonnement
On verra dans l'empreinte des ondes gravitationelles dans le fond diffus si au départ l'univers est dense ou si c'est un rebond l'univers serait totalement vide ,est ce que la théorie de l'inflation sera ébranlé? ou elle sera convaincante,d'ici deux à trois ans, s'il y a pas de détections d'ondes gravitationnelles il aura donc un revers de la théorie qui se tournera vers la théorie cyclique l'avenir répondra...où les études sont en cours
Au début l'idée c'est qu'il y a eu l'inflation, elle suppose que l'univers c'est fortement dilaté et aurait aplani toute courbure de l'espace, dilué son contenu et semé les graines des futures galaxies. La cause de cette inflation est le champ scalaire nommé inflaton qui engendre une force repulsive qui entraîne la dilatation de l'espace,ce champ initialement a une énergie potentielle élevée qui perd progressivement jusqu'à atteindre une énergie potentielle minuscule qui marque l'arrêt de l'inflation.
Nous avons donc prédis de cette théorie le fond diffus cosmologie marquant que les fluctuations de la distribution de l'énergie de l'univers primitif étaient presque invariant d'échelle, nous avons aussi l'explication que l'univers est aussi homogène et plat car cette perte de l'inflation l'a étiré lui donnant sa longuivité et sa courbure nulle sans avoir besoins de son états au début du big bang et enfin l'inflation et inévitable car le big bang contenait des champs succeptibles d'entamer l'inflation dans les théories d'unification, telle que la théorie des cordes et dans l'univers primitif chaotique, il est presque certain qu'il existait une région de l'espace où l'un de ces champs remplissait les conditions pour qu'il y ait l'inflation.
Mais des désaccords entre les observations et les perditions sont permises, en effet une mauvaise inflation donnait plus de galaxie ceci suppose que l'inflation a un profil particulier autrement on observe pas la matière et on dit que l'inflation est mauvaise mais elle set plus probable dans la théorie et aussi plus vraisemblable d'avoir un univers plat sans inflation qu'avec inflation!
Mais ceci peut être expliqué par une inflation éternelle, une fois entamée, elle ne s'arrête jamais résultat de la combinaison de la physique quantique avec l'expansion accélérée mais les fluctuation étaient aléatoires, elles seront grandes dans une certaine régions dans certaines régions de l'espace et conduire à des retards importants puis se compenser,
donc dans un univers éternelle, tout ce qui peut arriver arrive et en fait une nombre infinie de fois.
Pour éviter l'inflation éternelle, on se rapproche des conditions initiales, bien que le caractère éternelle est couplée la physique quantique
Pour l'éviter l'univers doit être au départ a un état particulier de sorte que l'inflation se termine avant l'effet quantique ceci imposant des conditions initiales très précises de tous les états initiaux seule une petite fraction conduit à des univers homogènes et plats semblable à celui que l'on observe
D'où l'idée d'un univers cyclique qui aplatit l'espace temps c'est l'idée qu'il n'y a pas un commencement mais un rebond accompagnant la création de la matière et du rayonnement
On verra dans l'empreinte des ondes gravitationelles dans le fond diffus si au départ l'univers est dense ou si c'est un rebond l'univers serait totalement vide ,est ce que la théorie de l'inflation sera ébranlé? ou elle sera convaincante,d'ici deux à trois ans, s'il y a pas de détections d'ondes gravitationnelles il aura donc un revers de la théorie qui se tournera vers la théorie cyclique l'avenir répondra...où les études sont en cours
Les étoiles massives primordiales
En mesurant la composition d'étoiles parmi les plus vieilles de notre galaxie, on a découvert que les premières étoiles de l'univers étaient en rotation très rapide.
En effet ces étoiles primordiales n'existe plus et elles ont explosées pour y laisser des éléments lourds qui on été récupère et sont maintenant visible, car ils constituent des étoiles petites de très longue durée de vie, visible de nos jours.
En effet en analysant le Stroncium Sr et l'ittrium Y ces éléments sont très abondant, ceci et du au processus S dans lequel le noyau atomique acquièrent des nucléons en absorbant des neutrons qui se désintègre en protons ensuite , une rotation élevée entraînerait plus, l'efficacité de ce processus de l'ordre de 10 000 fois, dans les étoiles primordiales, car les différentes couches de l'étoile brûle du combustible créant une cascade de réactions nucléaires qui aboutit au néon radioactif émetteur de neutrons et à la vitesse de 500 km/s de surface expliquerait la concentration de Sr et Y par rapport au soleil qui tourne à 2 km/s par exemple
Si il y a confirmation on peut prédire la rotation des étoiles primordiales
En effet ces étoiles primordiales n'existe plus et elles ont explosées pour y laisser des éléments lourds qui on été récupère et sont maintenant visible, car ils constituent des étoiles petites de très longue durée de vie, visible de nos jours.
En effet en analysant le Stroncium Sr et l'ittrium Y ces éléments sont très abondant, ceci et du au processus S dans lequel le noyau atomique acquièrent des nucléons en absorbant des neutrons qui se désintègre en protons ensuite , une rotation élevée entraînerait plus, l'efficacité de ce processus de l'ordre de 10 000 fois, dans les étoiles primordiales, car les différentes couches de l'étoile brûle du combustible créant une cascade de réactions nucléaires qui aboutit au néon radioactif émetteur de neutrons et à la vitesse de 500 km/s de surface expliquerait la concentration de Sr et Y par rapport au soleil qui tourne à 2 km/s par exemple
Si il y a confirmation on peut prédire la rotation des étoiles primordiales
L'atmosphère
Si la terre n'avait pas d'atmosphère le pouvoir de résolution d'un télescope serait limité par la diffraction et sa tache d'airy.
La turbulence de l'atmosphère engendrée à grande échelle de turbulences des masses d'air dimensionnée par le relief autour su site d'observation, les observatoires sont donc installées dans des régions dégagées ou l'air et sec et stable pour diminuer l'effet de la turbulence
Une onde lumineuse cohérente émise par une étoile interagit avec l'air turbulent ce qui revient à traverser des indices optiques fluctuants.
On peut détruire cette perturbation par des données statistiques reliées aux propriétés statistiques de l'indice de réfraction, on résume ces propriétés en disant que la turbulence à une longueur de 10cm de corrélation ce qui signifie qu'au delà de 10 cm le front d'onde perd toute cohérence;
D'où l'utilisation de l'espace mais ceci est coûteux donc au sol on utilise l'optique adaptative et l'interféromètre des tavelures
le principe de l'optique adaptative est de redressé le front d'onde pour rétablir sa cohérence grâce à un miroir déformable, seul le diaphragme du télescope limite alors la résolution.
L'interférométrie des tavelures, les tavelures sont des grains du au défaut des objets placé sur le chemin de la lumière mais les images successives obtenue avec le temps de pose inférieur à la milliseconde permet de récupérer l'information nécessaire pour séparer l'effet de la source et de l'atmosphère
La turbulence de l'atmosphère engendrée à grande échelle de turbulences des masses d'air dimensionnée par le relief autour su site d'observation, les observatoires sont donc installées dans des régions dégagées ou l'air et sec et stable pour diminuer l'effet de la turbulence
Une onde lumineuse cohérente émise par une étoile interagit avec l'air turbulent ce qui revient à traverser des indices optiques fluctuants.
On peut détruire cette perturbation par des données statistiques reliées aux propriétés statistiques de l'indice de réfraction, on résume ces propriétés en disant que la turbulence à une longueur de 10cm de corrélation ce qui signifie qu'au delà de 10 cm le front d'onde perd toute cohérence;
D'où l'utilisation de l'espace mais ceci est coûteux donc au sol on utilise l'optique adaptative et l'interféromètre des tavelures
le principe de l'optique adaptative est de redressé le front d'onde pour rétablir sa cohérence grâce à un miroir déformable, seul le diaphragme du télescope limite alors la résolution.
L'interférométrie des tavelures, les tavelures sont des grains du au défaut des objets placé sur le chemin de la lumière mais les images successives obtenue avec le temps de pose inférieur à la milliseconde permet de récupérer l'information nécessaire pour séparer l'effet de la source et de l'atmosphère
La radioastronomie
Les ondes radio sont caractérisées par leurs gammes de fréquence, le détecteur est le radiomètre, l'antenne est parabolique, les distorsions de l'atmosphère sont moins sensible que l'optique et on utilise la résolution théorique du récepteur.
On découvrit la raie 21 cm de l'hydrogène en 1951 et permit de voir la rotation de la galaxie et que certaine s'éloigne de la terre et d'autre se rapproche, que la vitesse de la matière ne dépend pas proportionnellement de la distance au centre de cette galaxie, l'intensité des raies est proportionelle à la quantité de l'hydrogène d'où il existe des bras à notre galaxie.
Des phénomènes qui évaluent l'échelle du temps sont les pulsars qui comme les planètes ont une magnétosphère émettant un rayonnement radio produit par les particules accélérée le long de la ligne de champ.
Seules les particules sur les lignes proches des pôles peuvent s'échapper de la magnétosphère les autres lignes sont refermées sur l'étoile
La direction d'émission principale étant proche de la direction du champ, l'émission du pulsar est en forme de cône autour du moment magnétique, comme elle n'est pas alignée avec l'axe de rotation.Ce cône d'émetteur tourne avec le pulsar faisant du pulsar une sorte de phare.
On découvrit la raie 21 cm de l'hydrogène en 1951 et permit de voir la rotation de la galaxie et que certaine s'éloigne de la terre et d'autre se rapproche, que la vitesse de la matière ne dépend pas proportionnellement de la distance au centre de cette galaxie, l'intensité des raies est proportionelle à la quantité de l'hydrogène d'où il existe des bras à notre galaxie.
Des phénomènes qui évaluent l'échelle du temps sont les pulsars qui comme les planètes ont une magnétosphère émettant un rayonnement radio produit par les particules accélérée le long de la ligne de champ.
Seules les particules sur les lignes proches des pôles peuvent s'échapper de la magnétosphère les autres lignes sont refermées sur l'étoile
La direction d'émission principale étant proche de la direction du champ, l'émission du pulsar est en forme de cône autour du moment magnétique, comme elle n'est pas alignée avec l'axe de rotation.Ce cône d'émetteur tourne avec le pulsar faisant du pulsar une sorte de phare.
La spectroscopie en astrophysique
Un atome au repos émet un spectre caractérisé par des fines raies d'émissions. C'est la carte d'identité de l'atome. L'effet Doppler influe le spectre lorsque l'atome est en mouvement et permet de remonter à la source. A une certaine température, on a un élargissement de la raie due à l'effet Doppler, la mesure de cette élargissement donne la température.
Si toutes les raies sont décalées, c'est la vitesse relative de la source qui est en cause, si elle s'eloigne la fréquence est plus basse elle décale vers le rouge.
En présence d'un champ magnétique c'est l'effet zeeman qui intervient en dédoublant les raies et en les décalant proportionnellement au champs magnétique.
Si dans un spectre continue on observe des raies noires c'est qu'il a eut absorption de la lumière du spectre continue par un élément chimique caractérise eu même endroit que sa raie d'émission
Si toutes les raies sont décalées, c'est la vitesse relative de la source qui est en cause, si elle s'eloigne la fréquence est plus basse elle décale vers le rouge.
En présence d'un champ magnétique c'est l'effet zeeman qui intervient en dédoublant les raies et en les décalant proportionnellement au champs magnétique.
Si dans un spectre continue on observe des raies noires c'est qu'il a eut absorption de la lumière du spectre continue par un élément chimique caractérise eu même endroit que sa raie d'émission
La mesure des temperatures
Le rayonnement d'un corps noir émet un rayonnement isotrope et continue, leur très grands nombres d'atomes sont en équilibre thermodynamique, bien que l'étoile n 'est pas homogène, le spectre émis par les étoiles est un spectre continu et a une certaine similitude d'un corps noir et on peut définir la température, le maximum du spectre du soleil est dans le visible ce qui correspond a une température de 5780 K, un spectre de raies se superpose à ce spectre de continu et donne d'autre informations.
le spectre de raies correspond à l'élément chimique de l'étoile et certain de ces raie qui caractérise l'élément ne peut être vue qu'a une certaines température d'où sa détermination en étalonnant au labo.
A l'aide de sonde munit de détecteur à particules qui sélectionne en fonction de l'énergie en appliquant un champ électromagnétique qui les trient en appliquant un champ magnétique qui les compte avec un spectrometre de masse,au final la fonction de distribution obtenue donne l'énergie moyenne de la particule d'où sa température
le spectre de raies correspond à l'élément chimique de l'étoile et certain de ces raie qui caractérise l'élément ne peut être vue qu'a une certaines température d'où sa détermination en étalonnant au labo.
A l'aide de sonde munit de détecteur à particules qui sélectionne en fonction de l'énergie en appliquant un champ électromagnétique qui les trient en appliquant un champ magnétique qui les compte avec un spectrometre de masse,au final la fonction de distribution obtenue donne l'énergie moyenne de la particule d'où sa température
Les mesures des distances dans l'univers
Les premières mesures de l'astronomie à été faite avec la géométrie simple, puis les méthodes de parallaxe, le parallaxe est l'angle dont semble se déplacer un astre proche par rapport au fond du ciel entre deux points d'observations, tel que deux points de l'orbite terrestre à six mois d'écart. Elle représente l'angle lequel serait l'orbite terrestre depuis cet axe. La distance pour laquelle le parallaxe vaut 1 seconde est le parsec soit 30 856 milliards de Km.
Cependant l'univers est en expansion et la lumière émise par un objet lointain met un certain temps pour nous parvenir, pendant se temps l'espace se dilate et la distance au moment de l'émission est différente à celle de la réception
La lumière est en fonction de la distance et du temps qu'elle parcoure.
La distance angulaire est une généralisation de la parallaxe ,elle relie la taille physique de l'astre à l'angle sous lequel il est observé.Mais la taille physique est difficile à connaître
La distance luminosité est définie à partir du flux lumineux observée et le flux intrinsèque, le problème est de mesurer le flux intrinsèque, tant que le décalage spectral est petit ces trois distances sont identiques et reliées à la loi de Hubble
Pour des distances lointaines on utilise des chandelles standards pour la quel les luminosité intrinsèques sont reliées à une quantité physique (période,couleur...) .On calibre à l'aide de la méthode de parallaxe.
Les céphéides à l'aide de ses périodes permet de mesurer la luminosité intrinsèque, ou avec la relation de Tully-Fischer qui relie la luminosité avec la vitesse de rotation maxi mesurée à l'aide d'un spectroscope et l'effet Doppler
Enfin les supernovae de type Ia résultant de l'explosion de naines blanches, leurs luminosités est comparable à une galaxie entière les rendant observables à plusieurs Mpc,leurs courbes de lumière possèdent une corrélation entre le temps caractéristique d'évolution et la luminosité maximum permettant des décalages spectraux, l'effet Sunyaev-Zel'dovich permet d'avoir accès à la distance angulaire.
Cependant l'univers est en expansion et la lumière émise par un objet lointain met un certain temps pour nous parvenir, pendant se temps l'espace se dilate et la distance au moment de l'émission est différente à celle de la réception
La lumière est en fonction de la distance et du temps qu'elle parcoure.
La distance angulaire est une généralisation de la parallaxe ,elle relie la taille physique de l'astre à l'angle sous lequel il est observé.Mais la taille physique est difficile à connaître
La distance luminosité est définie à partir du flux lumineux observée et le flux intrinsèque, le problème est de mesurer le flux intrinsèque, tant que le décalage spectral est petit ces trois distances sont identiques et reliées à la loi de Hubble
Pour des distances lointaines on utilise des chandelles standards pour la quel les luminosité intrinsèques sont reliées à une quantité physique (période,couleur...) .On calibre à l'aide de la méthode de parallaxe.
Les céphéides à l'aide de ses périodes permet de mesurer la luminosité intrinsèque, ou avec la relation de Tully-Fischer qui relie la luminosité avec la vitesse de rotation maxi mesurée à l'aide d'un spectroscope et l'effet Doppler
Enfin les supernovae de type Ia résultant de l'explosion de naines blanches, leurs luminosités est comparable à une galaxie entière les rendant observables à plusieurs Mpc,leurs courbes de lumière possèdent une corrélation entre le temps caractéristique d'évolution et la luminosité maximum permettant des décalages spectraux, l'effet Sunyaev-Zel'dovich permet d'avoir accès à la distance angulaire.
Les ondes gravitationnelles
les ondes gravitationnelles sont générées par l'accélération de matière à la condition que cette accélération n'est pas une symétrie sphérique.
Une telle accélération engendre des perturbations qui se propage à la vitesse de la lumière, ce sont des oscillations de l'espace-temps lui même représentant des ondulations de sa courbure;
Elle associe une particule de spin 2 le graviton.
Un pulsar et son compagnon suivent des orbites elliptiques autour de leur centre de masse, ce système binaire n'est pas sphérique, émet donc des ondes gravitationnelles et perd ainsi une partie de son énergie gravitationnelle et de son moment cinétique.
Une onde gravitationnelle modifie le champ de gravitation, comme un effet de marée, le temps et la distance sont modifié.
Deux mesons distant d'un kilomètre subit une variation de 10 puissance moins 18 mètres
Les barres résonnantes d'une à deux tonnes sont assimilables à des oscillateurs forcés dont on mesure les modes de vibrations et permet de détecter les ondes proche de leur résonance. L'énergie de vibration est de 10 puissance moins 20 joules
Le détecteur doit être isolé sismiquement leur bras refroidis dans des vides poussées
le plus simple serait de mettre l'interféromètre dans l'espace
Les ondes gravitationnelles traversent la matière sans être absorbée et on peut observer les explosions de supernovae, les système binaire en fusion, la rotation des pulsars, la formation des trous noirs et peut être l'inflation du big-bang
Une telle accélération engendre des perturbations qui se propage à la vitesse de la lumière, ce sont des oscillations de l'espace-temps lui même représentant des ondulations de sa courbure;
Elle associe une particule de spin 2 le graviton.
Un pulsar et son compagnon suivent des orbites elliptiques autour de leur centre de masse, ce système binaire n'est pas sphérique, émet donc des ondes gravitationnelles et perd ainsi une partie de son énergie gravitationnelle et de son moment cinétique.
Une onde gravitationnelle modifie le champ de gravitation, comme un effet de marée, le temps et la distance sont modifié.
Deux mesons distant d'un kilomètre subit une variation de 10 puissance moins 18 mètres
Les barres résonnantes d'une à deux tonnes sont assimilables à des oscillateurs forcés dont on mesure les modes de vibrations et permet de détecter les ondes proche de leur résonance. L'énergie de vibration est de 10 puissance moins 20 joules
Le détecteur doit être isolé sismiquement leur bras refroidis dans des vides poussées
le plus simple serait de mettre l'interféromètre dans l'espace
Les ondes gravitationnelles traversent la matière sans être absorbée et on peut observer les explosions de supernovae, les système binaire en fusion, la rotation des pulsars, la formation des trous noirs et peut être l'inflation du big-bang
Les lentilles gravitationnelles
En relativité générale, l'espace-temps possède une géométrie décrivant le champ de gravitation. La lumière se propage en suivant des trajectoires du plus court chemin de cet espace-temps la géodésique est courbée par la matière.
La déflexion de la lumière par un champ gravitationnel est analogue à la réfraction optique c'est a ce titre qu'un corps massif constitue une lentille.
La deflexion est faible lorsque l'astre est loin, la deflexion est astigmate et antisymétrique, des faisceaux parallèles ne convergent pas en un point et affecte toutes les longueurs d'onde
La position apparente de l'étoile est modifiée et permet de détecter des masses en mouvement.
Il peut y avoir une multiplication d'images d'un même astre ou une diminution de la taille de l'éclat apparent de l'image pour des astres lointains.
La forme des sources peut être modifiée , une source sphérique peut être vue comme une ellipse
L'amplitude de ces effets dépende de la densité du déflecteur, les effets de la distorsion peuvent devenir critique et donner une observation avec des grands arcs et des images multiples
Lorsque les galaxies d'arrière plan sont en dehors des zones critiques, des distorsions restent importantes et donnent des images multiples et des arclets caractéristiques par de fortes déformations.
C'est un outil de choix pour traquer la matière noire aux échelles cosmologique.
Des effets transitoires de lentille sur des étoiles lointaines appelés micro lentille permet de révéler des objets compacts telle que les naines brunes dans le halo de la galaxie.
Les lentilles gravitationnelles amplifient l'intensité des images et permet de voir le lointains invisible au télescope
La déflexion de la lumière par un champ gravitationnel est analogue à la réfraction optique c'est a ce titre qu'un corps massif constitue une lentille.
La deflexion est faible lorsque l'astre est loin, la deflexion est astigmate et antisymétrique, des faisceaux parallèles ne convergent pas en un point et affecte toutes les longueurs d'onde
La position apparente de l'étoile est modifiée et permet de détecter des masses en mouvement.
Il peut y avoir une multiplication d'images d'un même astre ou une diminution de la taille de l'éclat apparent de l'image pour des astres lointains.
La forme des sources peut être modifiée , une source sphérique peut être vue comme une ellipse
L'amplitude de ces effets dépende de la densité du déflecteur, les effets de la distorsion peuvent devenir critique et donner une observation avec des grands arcs et des images multiples
Lorsque les galaxies d'arrière plan sont en dehors des zones critiques, des distorsions restent importantes et donnent des images multiples et des arclets caractéristiques par de fortes déformations.
C'est un outil de choix pour traquer la matière noire aux échelles cosmologique.
Des effets transitoires de lentille sur des étoiles lointaines appelés micro lentille permet de révéler des objets compacts telle que les naines brunes dans le halo de la galaxie.
Les lentilles gravitationnelles amplifient l'intensité des images et permet de voir le lointains invisible au télescope
Les trous noir
Le concept de trou noir est née dans le cadre de la relativité générale. Ils sont une solution des équations de la relativité générale décrivant un espace-temps capable de retenir la lumière renfermé sur elle même.
Il est caractérisé d'une frontière immatérielle appelée horizon , rien ne peut sortir de l'horizon.
Seules trois quantités caractérisent un trou noir sa masse son moment cinétique et sa charge. Une grande quantité d'information est ainsi perdu au cour de l'effondrement gravitationnel et, on peut y associer une entropie,ce qui est un paradoxe puisque absorbant uniquement, il n'y a plus d'équilibre;
Mais quantiquement le trou noir doit rayonné a cause d'un effet assimilable à l'effet Tunnel et ce rayonnement à un spectre thermique dont la température et inversement proportionnelle a la masse du trou noir;
Le mécanisme d'accrétion est très efficaces et libère beaucoup d'énergie et provoque des plasmas chauds et denses rayonnant fortement a peut près dix fois supérieur à la réaction nucléaire des étoiles
L'observation des disques d'accrétion donnent deux types de trou noir ,de cinq a quelque dizaines de masse solaire qui donne une forte émission de x ,mais a dix puissance six dix puissance neuf masse solaire permette de comprendre la luminosité du noyaux actifs de la galaxie.
Il est caractérisé d'une frontière immatérielle appelée horizon , rien ne peut sortir de l'horizon.
Seules trois quantités caractérisent un trou noir sa masse son moment cinétique et sa charge. Une grande quantité d'information est ainsi perdu au cour de l'effondrement gravitationnel et, on peut y associer une entropie,ce qui est un paradoxe puisque absorbant uniquement, il n'y a plus d'équilibre;
Mais quantiquement le trou noir doit rayonné a cause d'un effet assimilable à l'effet Tunnel et ce rayonnement à un spectre thermique dont la température et inversement proportionnelle a la masse du trou noir;
Le mécanisme d'accrétion est très efficaces et libère beaucoup d'énergie et provoque des plasmas chauds et denses rayonnant fortement a peut près dix fois supérieur à la réaction nucléaire des étoiles
L'observation des disques d'accrétion donnent deux types de trou noir ,de cinq a quelque dizaines de masse solaire qui donne une forte émission de x ,mais a dix puissance six dix puissance neuf masse solaire permette de comprendre la luminosité du noyaux actifs de la galaxie.
Les rayons cosmiques de ultra haute enegie
Les rayons cosmiques sont des particules énergétiques qui bombardent de façon continue notre planète, leurs énergies et en particulier celle des particules dont l'énergie est de l'ordre de 10 puissance 20 ev est une des questions non résolus de l'astrophysique, sa résolution ouvre une fenêtre sur nos théories des interactions fondamentales à des énergies inaccessibles en accélérateur.
les rayons cosmiques les plus énergétiques percutent la haute atmosphère, ils produisent des particules secondaires dans une réaction en chaîne appelée gerbes atmosphérique, la géométrie et la composition chimique de ces gerbes permettent de remonter aux propriétés de la particule incidente.
Les particules capables de se propager sur des distances astrophysiques sans perdre leurs énergies ne sont pas nombreuses, les photons les neutrinos et les noyaux atomiques;
L'univers n'est cependant pas transparent pour des nucléons de grande énergie car ils interagissent avec les photons du fond diffus cosmologique, un tel nucléon perd une partie de son énergie en produisant des pions.
Si les rayons cosmiques sont d'origine cosmologique leur spectre doit avoir une coupure dite GZK, les observations ne confirment pas ces expériences. Pour une énergie inférieur, dans notre galaxie seul les supernovaes et les pulsars sont donc des candidats. Pour une énergie encore plus faible les sources extragalactiques incluent les radio galaxies et les noyaux actifs des galaxies.
L'isotropie des directions donne deux solutions
si elles sont à 100 Mpc elles sont rares et on n'a rien trouvé il faudrait que les rayons cosmiques soit déviés par des champs magnétiques extragalactiques d'environ 10 puissance moins 11 tesla sur l'ordre du Mpc, mais ceci n'est pas possible.
le scénario conventionnel doit résoudre trois énigmes
-expliquer les évènements au dessus de GZK
-identifier les sources astrophysiques
-expliquer l'isotropie de la distribution des rayons cosmiques
trois cas sont donc possible
-les rayons cosmiques sont des particules très massives, un tel mécanisme évite la coupure GZK, elles doivent être produites dans l'univers primordiale et il faudrait expliquer pourquoi elles ont survécues jusqu'à nos jours
-La seconde possibilité c'est que les particules n'interagissent pas avec les photons, c'est le cas des neutrinos ces particules ne sont pas accélérés par des mécanismes électromagnétique et doit être des particules secondaires
-La dernière solution l'interaction entre photons et nucléons est modifiée pour une raison inconnue
Quelques soient la solution elle explique des informations sur des théories à ces énergies, donc en dessous de 100 Mev, le vent solaire écarte les protons venant de l'extérieur du système solaire.
La source de la majorité de ces rayons cosmiques se trouve dans la voie lactée, au dessous c'est l'énergie de ces rayons semble être extragalactique et au dessus supérieur à 10 puissance 20 c'est la coupure de GZK
les rayons cosmiques les plus énergétiques percutent la haute atmosphère, ils produisent des particules secondaires dans une réaction en chaîne appelée gerbes atmosphérique, la géométrie et la composition chimique de ces gerbes permettent de remonter aux propriétés de la particule incidente.
Les particules capables de se propager sur des distances astrophysiques sans perdre leurs énergies ne sont pas nombreuses, les photons les neutrinos et les noyaux atomiques;
L'univers n'est cependant pas transparent pour des nucléons de grande énergie car ils interagissent avec les photons du fond diffus cosmologique, un tel nucléon perd une partie de son énergie en produisant des pions.
Si les rayons cosmiques sont d'origine cosmologique leur spectre doit avoir une coupure dite GZK, les observations ne confirment pas ces expériences. Pour une énergie inférieur, dans notre galaxie seul les supernovaes et les pulsars sont donc des candidats. Pour une énergie encore plus faible les sources extragalactiques incluent les radio galaxies et les noyaux actifs des galaxies.
L'isotropie des directions donne deux solutions
si elles sont à 100 Mpc elles sont rares et on n'a rien trouvé il faudrait que les rayons cosmiques soit déviés par des champs magnétiques extragalactiques d'environ 10 puissance moins 11 tesla sur l'ordre du Mpc, mais ceci n'est pas possible.
le scénario conventionnel doit résoudre trois énigmes
-expliquer les évènements au dessus de GZK
-identifier les sources astrophysiques
-expliquer l'isotropie de la distribution des rayons cosmiques
trois cas sont donc possible
-les rayons cosmiques sont des particules très massives, un tel mécanisme évite la coupure GZK, elles doivent être produites dans l'univers primordiale et il faudrait expliquer pourquoi elles ont survécues jusqu'à nos jours
-La seconde possibilité c'est que les particules n'interagissent pas avec les photons, c'est le cas des neutrinos ces particules ne sont pas accélérés par des mécanismes électromagnétique et doit être des particules secondaires
-La dernière solution l'interaction entre photons et nucléons est modifiée pour une raison inconnue
Quelques soient la solution elle explique des informations sur des théories à ces énergies, donc en dessous de 100 Mev, le vent solaire écarte les protons venant de l'extérieur du système solaire.
La source de la majorité de ces rayons cosmiques se trouve dans la voie lactée, au dessous c'est l'énergie de ces rayons semble être extragalactique et au dessus supérieur à 10 puissance 20 c'est la coupure de GZK
Le modèle du big-bang chaud
L'espace se dilate avec le temps, les galaxies s'éloignent les unes des autres avec une vitesse relativement proportionnelle à leur éloignement;
L'expansion dilate aussi les longueurs d'onde et le spectre électromagnétique est dilaté vers le rouge.
Un univers en expansion est plus chaud dans son passé et la matière devrait y être à l'état de plasma.
L'étude des réactions nucléaires permet de comprendre dans ce contexte des noyaux atomiques légers
La matière est d'abord sous forme de gaz de neutrons de protons d'électrons et de positrons maintenu par l'interaction faible
puis la matière est diluée, les neutrons libres se désintègrent en protons le rayonnement est plus faible et ne dissocie plus les noyaux de deutérium, ceci se fait dans un laps de temps très court à cause de la dilution, et il n'y a plus de probabilité d'interaction donc seul les noyaux légers peuvent se formés.
Tout ceci est complète par un modèle de l'origine des structures, l'inflation, une phase primordiale au cours de laquelle apparaissent de petites fluctuations de densité d'origine quantique germes de grandes structures. Les propriétés de ces fluctuations sont de plus en plus connues précisément.
L'expansion dilate aussi les longueurs d'onde et le spectre électromagnétique est dilaté vers le rouge.
Un univers en expansion est plus chaud dans son passé et la matière devrait y être à l'état de plasma.
L'étude des réactions nucléaires permet de comprendre dans ce contexte des noyaux atomiques légers
La matière est d'abord sous forme de gaz de neutrons de protons d'électrons et de positrons maintenu par l'interaction faible
puis la matière est diluée, les neutrons libres se désintègrent en protons le rayonnement est plus faible et ne dissocie plus les noyaux de deutérium, ceci se fait dans un laps de temps très court à cause de la dilution, et il n'y a plus de probabilité d'interaction donc seul les noyaux légers peuvent se formés.
Tout ceci est complète par un modèle de l'origine des structures, l'inflation, une phase primordiale au cours de laquelle apparaissent de petites fluctuations de densité d'origine quantique germes de grandes structures. Les propriétés de ces fluctuations sont de plus en plus connues précisément.
Le fond diffus cosmologique
L'univers prédit par le Big-bang devrait être plus dense et plus chaud dans le passé.
Si l'univers se dilate d'un facteur dix, la température du corps noir se dilate d'un facteur dix.
Au cours de l'expansion, l'énergie du rayonnement diminue avec l'abondance en baryon actuel on en déduit la température de 5 K aujourd'hui du temps chaud hier.
La détection de 2,726 K a confirmé la modélisation du big bang, il existe des fluctuations qui sont dues que l'univers n'est pas strictement homogène et isotrope et contient des structures par effondrement gravitationnelle.
Les outils de détection sont le radiomètre qui mesure le courant électrique induit par le champ électrique de l'onde électromagnétique, l' amplifie et pour éviter le bruit doit être refroidie a une dizaine de degrés kelvins, le bolomètre petit capteur calorimétrique ultrasensible qui mesure l'énergie de l'onde en modifiant la résistance d'un semi-conducteur et permet de mesurer l'intégralité du rayonnement électromagnétique, il est très performant en X et IR
Ce rayonnement est polarisé d'où le développement de bolomètres polarises
Si l'univers se dilate d'un facteur dix, la température du corps noir se dilate d'un facteur dix.
Au cours de l'expansion, l'énergie du rayonnement diminue avec l'abondance en baryon actuel on en déduit la température de 5 K aujourd'hui du temps chaud hier.
La détection de 2,726 K a confirmé la modélisation du big bang, il existe des fluctuations qui sont dues que l'univers n'est pas strictement homogène et isotrope et contient des structures par effondrement gravitationnelle.
Les outils de détection sont le radiomètre qui mesure le courant électrique induit par le champ électrique de l'onde électromagnétique, l' amplifie et pour éviter le bruit doit être refroidie a une dizaine de degrés kelvins, le bolomètre petit capteur calorimétrique ultrasensible qui mesure l'énergie de l'onde en modifiant la résistance d'un semi-conducteur et permet de mesurer l'intégralité du rayonnement électromagnétique, il est très performant en X et IR
Ce rayonnement est polarisé d'où le développement de bolomètres polarises
La formation et l'évolution des étoiles
Le gaz interstellaire est constitué essentiellement d'hydrogène atomique ou moléculaire, il est observé avec la raie 21 cm de l'onde radio pour H et de l'onde millimétrique pour H2
il se regroupe en nuages et de ces nuages naissent des étoiles, ces nuages sont froids et opaques au rayonnement, ils sont le siège de gros mouvements.
Lorsqu' une région du nuage est plus dense que ses voisins, elle exerce une force de gravitation et peut produire un effondrement gravitationelle et conduire à la formation de l'étoile.D"après la modélisation sur ordinateur elle peut créer une protoetoile initiale immense qui est instable gravitationnellement qui en un siècle donne une multitude d" étoiles.
Cette étoile se concentre pendant dix millions d'années et se met sous une forme sphérique à une forte température, l'hydrogène se transforme en l'état de plasma et le rayonnement devient alors visible plus la sphère est grosse plus elle est chaude.
La répulsion electrostatique entre ions de même charge rend l'approche peut probable sauf si la température et la densité est très élevées , la réaction s'amorce
En conséquence des protons se forment et de l'hélium , cette réaction très lente dure dix milliards d'années plus courte pour les grosses étoiles
Une étoile très massive produit des éléments lourds et finie en supernovae, la matière devient des neutrons ou étoiles à neutrons ou un trou noir.Si c'est une étoile à neutrons le coeur de cette étoile peut atteindre une température entre 500 millions et un milliard de degrés kelvin , a cette température les neutrons deviennent superfluide et forme un couple de clepper d"après la théorie BCS donnant deux neutrinos comme la surperfluidité de la supraconductivité sachant qu'il a fabrication de protons superfluides, refroidissant le coeur de l" étoile très rapidement surtout que les neutrinos exportent facilemnt l'énergie cette remarque à été découverte dans Cassiope et cette étoile a perdu 4% de sa température en dix ans.
Si elle est moins massive la réaction nucléaire se déplace à la périphérie de l'étoile et l'effondrement du coeur, la réaction s'emballe et l'augmentation de la température centrale s'accompagne de la dilatation de l'enveloppe , l'étoile devient une géante rouge puis elle perd de la matière et recommence le cycle pour devenir une naine blanche Tout ceci est valable pour une étoile simple mais pas pour des étoiles doubles.
il se regroupe en nuages et de ces nuages naissent des étoiles, ces nuages sont froids et opaques au rayonnement, ils sont le siège de gros mouvements.
Lorsqu' une région du nuage est plus dense que ses voisins, elle exerce une force de gravitation et peut produire un effondrement gravitationelle et conduire à la formation de l'étoile.D"après la modélisation sur ordinateur elle peut créer une protoetoile initiale immense qui est instable gravitationnellement qui en un siècle donne une multitude d" étoiles.
Cette étoile se concentre pendant dix millions d'années et se met sous une forme sphérique à une forte température, l'hydrogène se transforme en l'état de plasma et le rayonnement devient alors visible plus la sphère est grosse plus elle est chaude.
La répulsion electrostatique entre ions de même charge rend l'approche peut probable sauf si la température et la densité est très élevées , la réaction s'amorce
En conséquence des protons se forment et de l'hélium , cette réaction très lente dure dix milliards d'années plus courte pour les grosses étoiles
Une étoile très massive produit des éléments lourds et finie en supernovae, la matière devient des neutrons ou étoiles à neutrons ou un trou noir.Si c'est une étoile à neutrons le coeur de cette étoile peut atteindre une température entre 500 millions et un milliard de degrés kelvin , a cette température les neutrons deviennent superfluide et forme un couple de clepper d"après la théorie BCS donnant deux neutrinos comme la surperfluidité de la supraconductivité sachant qu'il a fabrication de protons superfluides, refroidissant le coeur de l" étoile très rapidement surtout que les neutrinos exportent facilemnt l'énergie cette remarque à été découverte dans Cassiope et cette étoile a perdu 4% de sa température en dix ans.
Si elle est moins massive la réaction nucléaire se déplace à la périphérie de l'étoile et l'effondrement du coeur, la réaction s'emballe et l'augmentation de la température centrale s'accompagne de la dilatation de l'enveloppe , l'étoile devient une géante rouge puis elle perd de la matière et recommence le cycle pour devenir une naine blanche Tout ceci est valable pour une étoile simple mais pas pour des étoiles doubles.
La synthèse des éléments chimique dans l'univers
L'hydrogène étant le plus rependu dans les nuages inter galactiques et lors de l'effondrement de l'étoile , il passe de l'état de plasma, la fusion consiste en la formation d'un noyau d'hélium ne dégageant une grande quantité d'énergie et de quatre protons.
Lors des mécanismes à ce résultat appelée chaîne proton-proton et cette chaîne produit des électrons, neutrinos et photons et nécessite l'intervention de six protons.
En raison de la répulsion coulombienne, la probabilité que la collision est très faible, la réaction se produit lentement par l'effet tunnel, l'équilibre est donc entre la répulsion électromagnétique et l'interaction nucléaire attractive.
Lorsqu'il y a du carbone, il sert de catalyseur à la fusion de l'hydrogène c'est le cycle CNO , le carbone est transformé en azote, en oxygène avant de revenir à l'état de carbone ce cycle est le plus efficace dans les étoiles massives
Plus est élevé le numéro atomique de l'élément, plus il faut de la température et on ne peut aller plus loin que le fer le plus stable.
Pour aller plus loin l'élément emmagasine de l'énergie qui vient d'une supernovae
A ce mécanisme il faut parler du lithium le béryllium le bore qui sont produit par interaction des rayons cosmiques avec les éléments déjà formées.
Lors des mécanismes à ce résultat appelée chaîne proton-proton et cette chaîne produit des électrons, neutrinos et photons et nécessite l'intervention de six protons.
En raison de la répulsion coulombienne, la probabilité que la collision est très faible, la réaction se produit lentement par l'effet tunnel, l'équilibre est donc entre la répulsion électromagnétique et l'interaction nucléaire attractive.
Lorsqu'il y a du carbone, il sert de catalyseur à la fusion de l'hydrogène c'est le cycle CNO , le carbone est transformé en azote, en oxygène avant de revenir à l'état de carbone ce cycle est le plus efficace dans les étoiles massives
Plus est élevé le numéro atomique de l'élément, plus il faut de la température et on ne peut aller plus loin que le fer le plus stable.
Pour aller plus loin l'élément emmagasine de l'énergie qui vient d'une supernovae
A ce mécanisme il faut parler du lithium le béryllium le bore qui sont produit par interaction des rayons cosmiques avec les éléments déjà formées.
La sismologie solaire
Pour le soleil seul les mode p, force de rappel de l'onde dans un fluide ont été observés et identifiés, caractérisées par des successions de dépressions, de compressions dans le milieu, la sphère solaire est une cavité résonante, les modes propres dépendent du rayon et de l'angle (latitude et azimut)
la sismologie renseigne sur la structure interne du soleil et le rejet sur la photosphère, mais il faut un point de lagrange ou on peut observer les phénomènes pendant longtemps et d'une manière stable les modes pour obtenir des résultats de l'observation
Le coeur est le siège des réactions nucléaires, la zone suivante est radiative, les photons du coeur vers l'extrémité se déplacent lentement statiquement.
la sismologie renseigne sur la structure interne du soleil et le rejet sur la photosphère, mais il faut un point de lagrange ou on peut observer les phénomènes pendant longtemps et d'une manière stable les modes pour obtenir des résultats de l'observation
Le coeur est le siège des réactions nucléaires, la zone suivante est radiative, les photons du coeur vers l'extrémité se déplacent lentement statiquement.
le vent solaire
le vent solaire peut être décrit comme un fluide qui s'échappe radialement d'une manière stationnaire d'une étoile sphérique sans rotation et sans champ magnétique.
Le fluide vent solaire subie deux forces le gradient de pression et l'attraction gravitationnelle.
L'une des solutions des équations d'hydrodynamiques, la vitesse devient supersonique et augmentent indéfiniment et de plus en plus lentement.
Pour tenir compte plus complètement le vent solaire il faut tenir compte du champ magnétique et que le fluide est un plasma, dans ce plasma les mouvements sont indissociables de ceux des lignes de champ, la charge est gelée dans le plasma mais comme le soleil tourne l'ensemble produit une spirale d'archimede
La vision du vent solaire dépend de la latitude de l'astre, le vent est lent et dense à l'équateur et rapide et peu dense en latitude;
En dehors du plan équatorial le champ magnétique est un peu près radiale et de forme de casque à pointe à l'équateur
Toute les étoiles laissent échapper de leur matière sous forment de vent stellaire, les planètes subissent aussi ce phénomène d'échappement avec une efficacité plus ou moins grande suivant qu'elle soit protégée ou non d'une magnétosphère ou de l' intensité de leur champ de gravitation.
Le fluide vent solaire subie deux forces le gradient de pression et l'attraction gravitationnelle.
L'une des solutions des équations d'hydrodynamiques, la vitesse devient supersonique et augmentent indéfiniment et de plus en plus lentement.
Pour tenir compte plus complètement le vent solaire il faut tenir compte du champ magnétique et que le fluide est un plasma, dans ce plasma les mouvements sont indissociables de ceux des lignes de champ, la charge est gelée dans le plasma mais comme le soleil tourne l'ensemble produit une spirale d'archimede
La vision du vent solaire dépend de la latitude de l'astre, le vent est lent et dense à l'équateur et rapide et peu dense en latitude;
En dehors du plan équatorial le champ magnétique est un peu près radiale et de forme de casque à pointe à l'équateur
Toute les étoiles laissent échapper de leur matière sous forment de vent stellaire, les planètes subissent aussi ce phénomène d'échappement avec une efficacité plus ou moins grande suivant qu'elle soit protégée ou non d'une magnétosphère ou de l' intensité de leur champ de gravitation.
Les magnétosphères planétaires
la magnétosphère est la dernière enveloppe d'une planète, avant le milieu interplanétaire, le milieu est composé essentiellement de protons et d'électrons très rapides.
L'avant de la magnétosphère se caractérise par une première frontière nette, le choc, derrière le choc se trouve la magnétogaine région ou le plasma du vent solaire est ralenti puis la magnétopause cette frontière sépare la zone d'influence du champ magnétique et celle du vent solaire, la majorité des particules du vent solaire restant à l'extérieur.
La magnétosphère et son intense activité électromagnétique ne sont pas visible au sol sauf dans les régions polaires en produisant des aurores en émettant des ondes radio.
Jupiter Saturne Uranus qui comme la terre on une atmosphère et donc une ionosphère et un champ magnétique possèdent des magnétosphères fort semblable à la terre.
On observe sur Jupiter des aurores boréales et australes et un rayonnement radio decamétrique, le cas de mercure est original, Mercure à un champ magnétique mais pas d'atmosphère, sa magnétosphère est très petite, qu'elle peut disparaître et que le vent solaire frappe le sol, ce qui peut arracher des ions au sol de la planète.
L'avant de la magnétosphère se caractérise par une première frontière nette, le choc, derrière le choc se trouve la magnétogaine région ou le plasma du vent solaire est ralenti puis la magnétopause cette frontière sépare la zone d'influence du champ magnétique et celle du vent solaire, la majorité des particules du vent solaire restant à l'extérieur.
La magnétosphère et son intense activité électromagnétique ne sont pas visible au sol sauf dans les régions polaires en produisant des aurores en émettant des ondes radio.
Jupiter Saturne Uranus qui comme la terre on une atmosphère et donc une ionosphère et un champ magnétique possèdent des magnétosphères fort semblable à la terre.
On observe sur Jupiter des aurores boréales et australes et un rayonnement radio decamétrique, le cas de mercure est original, Mercure à un champ magnétique mais pas d'atmosphère, sa magnétosphère est très petite, qu'elle peut disparaître et que le vent solaire frappe le sol, ce qui peut arracher des ions au sol de la planète.
Des constellations de satellites
Il faut plein de prise de mesure dans la magnétosphère pour déterminer sa dynamique et ses frontières très mobiles (d'un mouvement d'avant et arrière) et permet aussi de mesurer les ondes de surface.
Les satellites montre que la magnetopause est gondolée et qu'elle n'est pas une parabole de révolution autour de l'axe Soleil terre
On peut observer une onde de surface qui est en train de se propager sur la frontière, d'y mesurer sa vitesse, son épaisseur.
La corrélation de mesures des champs électromagnétiques entre deux satellites fournit la phase relative du vecteur d'onde de l'onde, la distribution de l'énergie sur les trois composantes du vecteur d'ondes permet de relier la théorie de plusieurs ondes
Avec plusieurs satellites on peut faire de l'interférométrie spatiale mais il faut apprendre à contrôler la propulsion, les orbites, les positions des satellites et de leurs positions relatives.
Les satellites montre que la magnetopause est gondolée et qu'elle n'est pas une parabole de révolution autour de l'axe Soleil terre
On peut observer une onde de surface qui est en train de se propager sur la frontière, d'y mesurer sa vitesse, son épaisseur.
La corrélation de mesures des champs électromagnétiques entre deux satellites fournit la phase relative du vecteur d'onde de l'onde, la distribution de l'énergie sur les trois composantes du vecteur d'ondes permet de relier la théorie de plusieurs ondes
Avec plusieurs satellites on peut faire de l'interférométrie spatiale mais il faut apprendre à contrôler la propulsion, les orbites, les positions des satellites et de leurs positions relatives.
La détection des planètes extrasolaires
La présence d'une planète perturbe la dynamique de l'étoile et permet d'être observée, par les lois de Kepler
Vue depuis la terre ce mouvement est perçu d'une oscillation périodique de la vitesse de l'astre projetée le long de la ligne de visée et visible par l'effet Doppler, et on observe des planètes de la taille de Jupiter et d'une orbite très elliptique
La deuxième méthode est visible par la modification du mouvement de l'étoile et on peut déterminer par parallaxe, la planète et on peut en plus déterminer la masse et souvent ces planètes sont éloignées des étoiles
Pour des étoiles qui émettent des signaux périodiques, le mouvement de l'étoile module le signal émis et par imagerie, en modifiant la résolution angulaire ( optique adaptive ,interférométrie) et en supprimant le rayonnement de l'étoile (coronographie,interférométrie par annulation) et permet en plus de déterminer le spectre de la planète qu'elle émet.
Par photométrie, en étudiant la courbe de la luminosité de l'étoile en fonction du temps.
La micro lentille gravitationnelle lorsque la lumière émise par une étoile passant prés d'une autre, en modifiant l'effet lentille par la présence de la planète.
Vue depuis la terre ce mouvement est perçu d'une oscillation périodique de la vitesse de l'astre projetée le long de la ligne de visée et visible par l'effet Doppler, et on observe des planètes de la taille de Jupiter et d'une orbite très elliptique
La deuxième méthode est visible par la modification du mouvement de l'étoile et on peut déterminer par parallaxe, la planète et on peut en plus déterminer la masse et souvent ces planètes sont éloignées des étoiles
Pour des étoiles qui émettent des signaux périodiques, le mouvement de l'étoile module le signal émis et par imagerie, en modifiant la résolution angulaire ( optique adaptive ,interférométrie) et en supprimant le rayonnement de l'étoile (coronographie,interférométrie par annulation) et permet en plus de déterminer le spectre de la planète qu'elle émet.
Par photométrie, en étudiant la courbe de la luminosité de l'étoile en fonction du temps.
La micro lentille gravitationnelle lorsque la lumière émise par une étoile passant prés d'une autre, en modifiant l'effet lentille par la présence de la planète.
Les étoiles
Une étoile est caractérisée par un ensemble de paramètres physiques dont les plus importants sont la puissance rayonnée, appelée la luminosité, son rayon, sa masse et la température ainsi que la composition chimique de ses régions superficielles
Les étoiles doubles
deux étoiles peuvent apparaître angulairement proche.
Si elles sont vue dans deux directions très voisines, on a faire d'un couple optique
Si elle se trouve à des distances considérables l'une de l'autre , les étoiles sont physiquement en interaction, les mouvements de ces objets sont Kleperiens, chaque étoile décrit une ellipse autour de l'autre
Lorsqu'on observe deux étoiles proches les caractéristiques du mouvement suffisent à décider s'il s'agit d'un couple optique ou bien d'une étoile double
Classe des étoiles doubles
les binaires visuelles période orbital de un an à des milliers d'années
Les binaires astronomiques
Les deux composantes ont une orbite autour de leur centre de gravité commun
Les binaires spectroscopique
les périodes orbitales types sont de quelques heures,à quelque mois, caractérisées par deux raies intenses ou une raie
les binaires à éclipse
effet d'occultation avec changement de magnitude
Les étoiles doubles
deux étoiles peuvent apparaître angulairement proche.
Si elles sont vue dans deux directions très voisines, on a faire d'un couple optique
Si elle se trouve à des distances considérables l'une de l'autre , les étoiles sont physiquement en interaction, les mouvements de ces objets sont Kleperiens, chaque étoile décrit une ellipse autour de l'autre
Lorsqu'on observe deux étoiles proches les caractéristiques du mouvement suffisent à décider s'il s'agit d'un couple optique ou bien d'une étoile double
Classe des étoiles doubles
les binaires visuelles période orbital de un an à des milliers d'années
Les binaires astronomiques
Les deux composantes ont une orbite autour de leur centre de gravité commun
Les binaires spectroscopique
les périodes orbitales types sont de quelques heures,à quelque mois, caractérisées par deux raies intenses ou une raie
les binaires à éclipse
effet d'occultation avec changement de magnitude
La magnitude
Magnitude apparente
On commence par mesurer la puissance reçue sur terre dans un domaine spectrale limité on étend par la suite la longueur spectacle du gamma a l'infini
Il est nécessaire de connaître la distance de l'étoile pour déduire sa luminosité, la différence entre l'absorption et l'émission de la terre doit être corrigé de la puissance reçue
Pour l 'observateur les étoiles sont des sources de lumières, l'intensité de leurs éclats est caractérisé par l'éclairement produit sur une surface normale
Éclat E est égale a la puissance totale donnée en une seconde par une étoile de luminosité L diviser par 4 pi et produit de la distance au carré.
la luminosité du soleil es de 3;83
la magnitude est égale a -205 log décimaux de l'éclat plus une constante
soit la magnitude du soleil -26,78 celle la plus faible +6
La magnitude apparente bolometrique
mbol =-2,5 lod de L/4pi (D)au carre + une constante
1 pc est égale a un parsec
la magnitude absolue
Mbol =-2,5 log de l/4pi (10pc) au carre + constante
mbol _ Mbol est égale -5logd-5
On commence par mesurer la puissance reçue sur terre dans un domaine spectrale limité on étend par la suite la longueur spectacle du gamma a l'infini
Il est nécessaire de connaître la distance de l'étoile pour déduire sa luminosité, la différence entre l'absorption et l'émission de la terre doit être corrigé de la puissance reçue
Pour l 'observateur les étoiles sont des sources de lumières, l'intensité de leurs éclats est caractérisé par l'éclairement produit sur une surface normale
Éclat E est égale a la puissance totale donnée en une seconde par une étoile de luminosité L diviser par 4 pi et produit de la distance au carré.
la luminosité du soleil es de 3;83
la magnitude est égale a -205 log décimaux de l'éclat plus une constante
soit la magnitude du soleil -26,78 celle la plus faible +6
La magnitude apparente bolometrique
mbol =-2,5 lod de L/4pi (D)au carre + une constante
1 pc est égale a un parsec
la magnitude absolue
Mbol =-2,5 log de l/4pi (10pc) au carre + constante
mbol _ Mbol est égale -5logd-5
Mouvement de deux corps
Pour une étoile double par exemple
M1+M2est égale à pi au carré divisé par la constante de gravitation et sa période du mouvement au carré le tout produit de la somme des demi axes aux courbes
donc on peut trouver M1+ M2
et si a1 et a2 demi axe sont connu on peut avoir M1/M2
d'où M1 ou M2
M1+M2est égale à pi au carré divisé par la constante de gravitation et sa période du mouvement au carré le tout produit de la somme des demi axes aux courbes
donc on peut trouver M1+ M2
et si a1 et a2 demi axe sont connu on peut avoir M1/M2
d'où M1 ou M2
Mesure de la vitesse d'une étoile
La vitesse d'une étoile est déterminé par ses deux composantes: La vitesse radiale projection le long de la ligne de visée et la vitesse traverse perpendiculaire a la visée.
la vitesse radiale se fait a l'aide de l'effet Doppler Fizeau sur les spectres, en les comparant avec un spectre étalon mais les étoiles qui possède une raie large diminue la précision, mais on peut obtenir une meilleur qualité avec des étoiles froides parce elles possèdent beaucoup de raies, la vitesse traverse se traduit sur des photographies prise a des dattes différentes par un déplacement de l'image de l'étoile ,ce déplacement réduit à l'échelle d'une année est appelée mouvement propre.
la vitesse radiale se fait a l'aide de l'effet Doppler Fizeau sur les spectres, en les comparant avec un spectre étalon mais les étoiles qui possède une raie large diminue la précision, mais on peut obtenir une meilleur qualité avec des étoiles froides parce elles possèdent beaucoup de raies, la vitesse traverse se traduit sur des photographies prise a des dattes différentes par un déplacement de l'image de l'étoile ,ce déplacement réduit à l'échelle d'une année est appelée mouvement propre.
La relation Masse et luminosité ou magnitude des etoiles
Certains systèmes binaires usuels qui sont suffisamment proches pour que leurs paramètres puisse être mesuré on peut donc déterminé la masse et la luminosité de la plupart de ces système
la luminosité est proportionnelle a une puissance de sa masse
la magnitude en fonction de la masse le diagramme HR
un autre représentation
la luminosité est proportionnelle a une puissance de sa masse
la magnitude en fonction de la masse le diagramme HR
un autre représentation
La méthode de triangulasisation, les parallaxes,Détermination des distances relatives
Une distance O1 et O2 entre nos deux yeux, et en mesurant alpha l'écart angulaire entre les directions de notre pouce on a: La distance est égale a 01 02 divisé par la tangente alpha qui équivaut à 01 02 sur alpha
Au de la d'une certaine distance le déplacement angulaire est devenu trop faible pour être mesurable il faut augmenter 01 02 entre les yeux c'est le télémètre ou la méthode des parallaxes
Détermination des distances relatives
les demi grand axes de leur orbite au cube divise par leur période au carré est égale a une constante pour deux planète
En observant une planète dont on connaît le grand axe et que l'on peut observer les périodes synodiques d'où la déduction de la période sidérales et connaissant notre période on peut connaître notre grande axe.
Au de la d'une certaine distance le déplacement angulaire est devenu trop faible pour être mesurable il faut augmenter 01 02 entre les yeux c'est le télémètre ou la méthode des parallaxes
Détermination des distances relatives
les demi grand axes de leur orbite au cube divise par leur période au carré est égale a une constante pour deux planète
En observant une planète dont on connaît le grand axe et que l'on peut observer les périodes synodiques d'où la déduction de la période sidérales et connaissant notre période on peut connaître notre grande axe.
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