grand oral corps celestes

[jowllm]

bonjour, je passe mon grand oral aujourd'hui et j'ai grandement l'impression qu'il manque quelque chose...

j'ai fais sur la problématique suivante: est-ce que tous les corps célestes sont visibles à l’œil nu ?

 voici mon plan: 

 

Intro :

>      Problématique 

>      Pourquoi avoir choisi ce sujet

>      Annonce du plan

1^ere partie : qu’est-ce qu’un corps céleste ?

>      Intro à l’espace 

>      Explication des corps célestes exposées

2^e partie : la visibilité des corps célestes 

>      Les corps célestes non visibles à cause de la distance 

>      Les corps célestes non visible à cause de leurs longueurs d’ondes de diffusion

Conclusion

>      Résumer 

>      Retour sur la problématique

>      Ouverture du sujet

 

et je n'arrive pas a expliquer correctement  les corps célestes non visibles à cause de la distance 

sauriez vous comment je pourrais faire ?

merci d'avance

['Bruno]

Bonjour ! Voici un sujet intéressant... Il peut y avoir a priori deux raison à la non visibilité à cause de la distance :

• À cause de la distance, l'objet est trop faible. Pour un objet donné, la quantité de lumière reçue est inversement proportionnelle au carré de la distance : s'il est 10 fois plus éloigné, on recevra 10² fois moins de lumière.
• À cause de la distance, l'objet est trop petit. La taille apparente est inversement proportionnelle à la distance : si l'objet est 10 fois plus éloigné, sa taille apparente sera 10 fois plus petite (en terme de longueur, pas de surface). En fait ce n'est pas  tout à fait une raison : s'il est trop petit mais envoie suffisamment de lumière, on le verra sous forme de point lumineux. Mais on ne pourra pas le reconnaître.

Il y a une troisième raison plus subtile :

• À cause de la distance, l'objet est trop proche (en distance apparente) d'un objet plus brillant et on ne pourra pas le distinguer de ce dernier. De plus sa lumière est noyée par celle de l'objet brillant. (La distance apparente entre deux astres varie inversement à leur distance par rapport à la Terre.)

Exemple typique : les planètes. Je vais détailler les calculs sur un exemple.

 

1) Je fais d'abord un « rappel » sur les magnitudes : la magnitude est un nombre relatif (positif ou négatif). On ajoute 5 magnitudes lorsque l'objet est 100 fois moins brillant. Si l'objet est 100² fois moins brillant, on ajoute 5+5 soit +10. De plus, il faut savoir que, à l'œil nu, on atteint la magnitude 6 (magnitude limite).

Prenons une planète comme Jupiter. Elle est de magnitude -2 (en fait ça oscille légèrement autour de -2 selon la position de Jupiter et celle de la Terre sur leur orbite). Quelle serait la magnitude de Jupiter si elle tournait autour de Proxima du Centaure ? Jupiter est en moyenne à 5 UA de la Terre (car elle est à 5 UA du Soleil), Proxima est à environ 900.000 UA, donc 180.000 fois plus loin, elle est donc 180.000² fois moins brillante : 32,4 milliards de fois moins brillante. Or 10 milliards de fois moins brillante, c'est ajouter 5+5+5+5+5+5 = 30 magnitudes (car 10 milliards = 100^6). Là, c'est encore un peu plus faible. Mais prenons cette valeur. Jupiter à la distance de Proxima est un peu plus faible que la magnitude 28. C'est non seulement impossible à voir à l'œil nu, mais c'est même à l'extrême limite de visibilité des plus puissants télescopes professionnels (qui approchent la magnitude 30).

 

2) Jupiter est à 5 UA du Soleil. Si elle était à 5 UA de Proxima, laquelle est à 900.000 UA de nous, cela représenterai quel angle ? Un angle de 5/190.000 (radian) = un peu plus de 5". Cette distance angulaire est bien plus petite que le pouvoir de résolution de l'œil qui est de 1', soit 60" : on ne pourra pas distinguer la planète de Proxima. (Sans compter que Proxima est largement plus brillante et va l'éblouir, mais c'est un autre problème.)

 

Ça devrait pouvoir te donner des idées pour aborder ce sujet. (Mais tu n'auras probablement pas le temps de préparer les calculs...)

[LH44]

Il y a 2 heures, jowllm a dit :

je n'arrive pas a expliquer correctement  les corps célestes non visibles à cause de la distance 

 

De manière générale les facteurs qui influencent la visibilité :

 

- l'acuité visuelle de l'observateur

      [_ la notion de pouvoir séparateur

      |_ le pouvoir collecteur

      [_ la fonction de transfert MTF (le contraste)

      [_ dimension sur la rétine et seuil de détection

- l'atmosphère terrestre qui brouille le ciel

- le site d'observation, la visibilité est en général meilleure en montagne qu'en plaine, les lieux loin de toute pollution lumineuse sont plus favorables à l'observation du ciel profond (les planètes sont visibles même en pleine ville).

 

Et tu l'a compris tu pourra utiliser la notion de magnitude visuelle pour savoir si l'objet sera visible où pas (sous réserve qu'il émet dans le spectre visible) : 

 

- magnitude classique des étoiles (loi de Pogson)

- magnitude surfacique pour les objets qui ne sont pas des étoiles ou des planètes (un calcul différent)

 

La distance n'est pas un indicateur de visibilité en soit car des objets proches comme des astéroïdes sont parfaitement invisibles à l'oeil nu alors que certaines étoiles situées à des années lumière sont bien visibles.

Modifié 21 juin 2022 par LH44

[Fred_76]

C'est un peu tard pour s'y mettre ! Tu étais dans les WC à 10 minutes de ton passage ?

 

Ils sont compliqués les copains !!! C'est pourtant simple, en 5 signes :

 

Φ ∝ L^-2

 

CQFD

[LH44]

Il y a 3 heures, jowllm a dit :

bonjour, je passe mon grand oral aujourd'hui

 

Ah j'avais pas vu 

[22Ney44]

Bonsoir,

 

J'arrive après la bagarre ! Mais il y avait un sympathique candidat "Objet céleste" à citer dans le cortège avec pas mal d'informations à donner : Un trou noir. Il est énorme, il n'est pas loin (notre Galaxie) et pourtant il n'est pas visible.

 

Ce sera pour l'an prochain.

 

Ney

['Bruno]

En fait un bon angle de réflexion, plutôt que se demander pour quelle raison un corps céleste serait invisible, serait de se demander au contraire pour quelle raison il serait visible.

 

Réponse : pour être visible, il doit émettre de la lumière (étoiles, quelques nébuleuses à émission) ou bien être éclairé (le reste). Là, déjà, ça exclut tous les objets non stellaires isolés, par exemple les planètes vagabondes qui errent entre les étoiles

 

Ensuite, la lumière doit être dans la bonne longueur d'onde et suffisamment intense.

 

Encore un riche sujet !

[Fred_76]

Trop tard. 
 

Mais je doute que dire « pour qu’un objet soit visible, il faut qu’il émette de la lumière ou soit éclairé » suffise au prof !

 

Cela dit, c’est un bon début, mais comme je l’ai dit c’est trop tard, il a déjà passé son épreuve et je doute qu’il revienne nous dire comment ça s’est passé 🥺

['Bruno]

Ah mais ce n'est que le point de départ du raisonnement. Je n'ai pas détaillé vu que l'épreuve est terminée.

[22Ney44]

Il y a 20 heures, 'Bruno a dit :

Réponse : pour être visible, il doit émettre de la lumière (étoiles, quelques nébuleuses à émission) ou bien être éclairé (le reste). Là, déjà, ça exclut tous les objets non stellaires isolés, par exemple les planètes vagabondes qui errent entre les étoiles

 

La révolution d'une comète illustre parfaitement ce propos en passant par presque toutes les situations : proche/lointaine, éclairée ou pas, de dimension variable avec une fin quasi inéluctable après avoir perdu beaucoup de matière, donnant aussi naissance aux "pluies" d'astéro¨des".

 

Un(e) élève studieux(se) passant par ici l'an prochain pourrait faire un "carton" avec ce sujet, sa conclusion ouvrant sur de multiples sujets dans la foulée.

 

Ney