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Observer l'invisible permet de mieux comprendre l'Univers
Bonjour, j'aurais besoin d'un peu d'aide notamment pour la question 3 de cet énoncé. Merci d'avance pour votre aide.
Document 1 : La constellation d'Orion vue à l'œil nu
On s'intéresse à une région de la voute céleste bien connue des astronomes amateurs et du
grand public : Orion, « le grand chasseur » (ci-contre). C'est la plus belle constellation du
ciel d'hiver ! Elle est facile à repérer en raison de ses étoiles très brillantes et de sa forme
caractéristique (un sablier).
Il ne faut pas oublier que les 8 étoiles qui la composent ne sont pas liées entre elles, et
sont d'ailleurs très éloignées les unes des autres. Orion est riche d'étoiles colorées comme
la rouge Bételgeuse et Rigel la bleutée. Ces couleurs sont bien visibles à l'oeil nu, même
dans les villes malgré la pollution lumineuse. Cette constellation englobe la plus célèbre
nébuleuse, M42, la nébuleuse d'Orion.
Document 2 : La constellation d'Orion sous différentes longueurs d'onde
(voir images ci jointes)
L'image obtenue en rayons X nous semble à la fois étrange et familière : un joli coin du ciel, certes, mais on
reconnaît à peine la « ceinture » … Les autres objets du ciel X sont plus difficiles à identifier : étoiles binaires (très
chaudes et rapides), étoiles à neutrons, … génèrent un intense rayonnement X, mais assez peu de photons de basse
énergie. On distingue donc des étoiles en fin de vie, générant des phénomènes de haute énergie.
En infrarouge, c'est la poussière qui se montre. Au cœur de la nébuleuse d'Orion naissent en ce moment des
milliers d'étoiles, et leur lumière réchauffe le cocon de gaz et de poussières qui les entoure, et dont elles sont
issues. Ce cocon n'atteint pas des températures très élevées, tout au plus quelques centaines de degrés Celsius, mais
qui lui permettent toutefois d'émettre de grandes quantités de rayonnement infrarouge.
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Aux longueurs d'onde radio, on découvre notamment la distribution de l'hydrogène froid dans la région, mais
aucune étoile (les points ont été ajoutés pour mieux distinguer la constellation) !
On le voit immédiatement, l'Univers montre un tout autre visage selon la longueur d'onde à laquelle il est observé,
et c'est pourquoi les nouvelles astronomies connaissent aujourd'hui un tel engouement.
1. Identifier quelques sources de rayonnement X dans l'univers.
étoiles binaires, étoiles à neutrons, étoiles en fin de vie
2. Résumer ce qu'apporte l'observation du ciel en infrarouge ? aux longueurs d'ondes radio ?
On voit la poussière au coeur de la nébuleuse Orion. Aux longueurs d'onde radio, on remarque la distribution de l'hydrogène froid dans la région mais sans étoiles.
3. A partir de la loi de Wien, et de la phrase suivante du texte « ce cocon n'atteint pas des températures très élevées, tout au plus quelques centaines de degrés Celsius », justifier qu'il faille observer le gaz interstellaire dans les infrarouges.
Loi de Wien = 
max = 2,898.10-3 / T
avec max la longueur d'onde en m
et T la température en Kelvin
et 2,898.10-3 la constante de Wien en m.K
4. Expliquer pourquoi la constellation n'a pas la même allure selon le domaine de longueur d'onde avec
lequel on l'observe.
bonjour,
2- l'observation du rayonnement infrarouge permet de détecter les poussières (d'une façon générale, pas uniquement pour cette constellation!)
Aux longueurs d'onde radio, on détecte la distribution de l'hydrogène froid
3- on te demande de vérifier qu'un corps noir à la température de 100°C par ex. rayonne bien dans l'infrarouge
ce cocon n'atteint pas des températures très élevées, tout au plus quelques centaines de degrés Celsius
tu peux aussi prendre 200°C si tu veux
tu verras que ça marche aussi!
toi aussi tu rayonnes dans l'infrarouge (même à 37°C ça marche
tout corps (ayant une température non nulle) rayonne de l'énergie
c'est la température du corps qui détermine le spectre d'émission
et on démontre qu'il y a une longueur d'onde dominante dans le rayonnement émis par un corps de température T (c'est la loi de Wien - qui ne s'applique en toute rigueur qu'au corps noir)
max = 7,77.10-15 nm
< 400 nm 
appartient au domaine IR.
C'est pourquoi on doit observer le gaz interstellaire en IR.
il va falloir réviser ceci: 
les rayons IR ont une longueur d'onde de l'ordre du micron
avec 10-15 nm (!!??) on en est très très éloigné (suf erreur, ça fait 18 ordres de grandeur de différence qd même!)
Bah je sais pas alors mais c'est le résultat que j'ai trouvé pour 100°C = 373 K (j'ai converti, bien entendu) trouvé le résultat en m puis converti en nm
je ne pense pas avoir fait d'erreur
seulement je ne comprends pas s'il n'appartient pas au domaine IR pourquoi on le regarde en IR ?
seulement je ne comprends pas s'il n'appartient pas au domaine IR pourquoi on le regarde en IR ?
tu rayonnes dans l'IR, de même qu'un corps chauffé à 100°C ou même à plusieurs centaines de degré
ton résultat est aberrant: même des rayons gamma très durs n'ont pas une telle longueur d'onde!
2.89 x 10-3 / 373 = ...
Je viens de refaire le calcul et j'ai encore trouvé ce résultat ! que trouvez vous ? Je ne comprends pas
oui c'est ça
un corps (noir) à 100°C émet un rayonnement donc la longueur d'onde "dominante" est de 7.77 microns
càd des infrarouges
(Wikipédia ne s'est pas trompé)
1 micron = 10-6 m
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