les distances astronomiques

les distances astronomiques

Les distances astronomiques sont les distances utilisées en astronomie pour effectuer des mesures (longueur, orbite, dimension) entre les différents corps de l’Univers (étoiles, planètes, astéroïdes, etc.).

Les distances astronomiques sont extrêmement grandes. Par exemple, la distance moyenne entre la Terre et le Soleil est d’environ 150 000 000 km. Les astronomes ont inventé des unités de mesure beaucoup plus simples pour faciliter l’écriture des distances.

QU’EST-CE QUE L’UNITÉ ASTRONOMIQUE ?

L’unité astronomique (notée UA) est l’unité de base qui sert à mesurer les distances au sein du Système solaire. La valeur d’une unité astronomique est égale à la distance entre la Terre et le Soleil : soit 1 UA = 150 millions de km environ. Par exemple, la planète naine Pluton, qui se situe aux confins du Système solaire, se trouve à 39,5 UA du Soleil.

QU’EST-CE QU’UNE ANNÉE-LUMIÈRE ?

Une année-lumière (notée al) est la distance que parcourt la lumière dans le vide en une année. Étant donné que la lumière se déplace dans le vide à la vitesse d’environ 300 000 km/s, 1 année-lumière est égale à environ 10 000 milliards de km. Cette unité est donc utilisée pour mesurer de très grandes distances dans l’Univers, bien au-delà du Système solaire.

Par exemple, l’étoile la plus proche du Soleil (Proxima du Centaure) se trouve à 4,23 al (soit environ 266 490 UA, ou encore 40 000 milliards de km). Les galaxies les plus proches de la nôtre (la Voie lactée) se trouvent à 300 000 al. La dimension de l’Univers est estimée à 15 milliards d’années-lumière, selon la théorie du big bang.

COMMENT MESURE-T-ON LES DISTANCES DES ÉTOILES ?

Les astronomes utilisent principalement trois méthodes pour déterminer les distances des étoiles :

– la mesure de la parallaxe annuelle, qui est l’angle sous lequel on voit une étoile depuis l’orbite terrestre ; la distance entre cette étoile et la Terre est égale à l’inverse de l’angle mesuré ; cette vieille méthode n’est applicable que pour les étoiles proches ; 1 parsec (noté pc) correspond à la distance d’une étoile dont la parallaxe est de 1 seconde de degré ; par ailleurs, 1 pc = 3,26 al ;

– la mesure de l’éclat apparent d’une étoile, qui décroît avec la distance ; par exemple, une étoile située deux fois plus loin qu’une autre a un éclat apparent quatre fois plus faible ; si sa luminosité absolue est connue à partir d’une étoile de référence, les astronomes peuvent alors en déduire sa distance ;

– la mesure du spectre des objets, qui permet d’étudier le signal émis par les étoiles ; par exemple, un décalage du spectre vers le rouge (par effet Doppler) signifie que l’étoile s’éloigne de nous ; cette méthode permet de mesurer la distance d’étoiles très éloignées.

POUR ALLER PLUS LOIN

→ l’Univers
→ le Système solaire
→ les étoiles
→ la vitesse de la lumière
→ le spectre électromagnétique

© 2014   source :  l’encyclopédie

Les astéroïdes

Les astéroïdes

Les astéroïdes fascinent et inquiètent en même temps. Si leur étude permet de mieux comprendre la formation du Système solaire, le danger que l’un d’entre eux entre en collision avec la Terre est bien réel. C’est pourquoi, les astronomes cherchent à identifier le maximum d’astéroïdes pour mieux les surveiller.

QU’EST-CE QU’UN ASTÉROÏDE ?

Un astéroïde est un petit corps céleste de diamètre inférieur à 1 500 km. Malgré leur petite taille, les astéroïdes sont de véritables petites planètes car ils tournent autour d’une étoile, contrairement aux satellites naturels qui tournent autour d’une planète (comme la Lune autour de la Terre). Les plus gros astéroïdes sont de forme sphérique, tandis que les plus petits (diamètre inférieur à 160 km) sont généralement de forme irrégulière et allongée. La majorité des météorites qui tombent sur Terre sont des fragments d’astéroïdes.

COMMENT NOMME-T-ON LES ASTÉROÏDES ?

Au moment de leur découverte, les astéroïdes sont nommés par un numéro temporaire du type AAAA MO : AAAA indique l’année, M indique la moitié du mois de la découverte, et O indique l’ordre de la découverte dans cette moitié de mois. Par exemple, l’astéroïde 1982 DB est le deuxième astéroïde découvert (lettre B) durant la seconde moitié de mois de février (lettre D) de l’année 1982.

Une fois leur orbite connue, un comité de l’Union astronomique internationale (UAI) leur attribue un chiffre et un nom définitifs. Par exemple, l’astéroïde 433 Éros est le 433^e astéroïde nommé par l’UAI.

COMMENT CLASSE-T-ON LES ASTÉROÏDES ?

La classification des astéroïdes selon leur composition chimique

Les astéroïdes sont généralement classés en fonction de leur composition chimique :

– les astéroïdes de type C (carbonés) sont composés de carbone ; ces astéroïdes sont très sombres (gris foncé) ; leur composition est la même que celle de la nébuleuse solaire d’origine ; ils représentent plus de 70 % des astéroïdes observables depuis la Terre ;

– les astéroïdes de type S (silicatés) sont composés de fer, de nickel et de silicates ; ces astéroïdes sont brillants ; ils représentent environ 20 % des astéroïdes observables depuis la Terre ;

– les astéroïdes de type M (métalliques) sont composés de fer et de nickel ; ces astéroïdes sont assez brillants ; ils pourraient provenir de corps planétaires dont les couches supérieures ont été éliminées lors d’impacts ; ils représentent environ 10 % des astéroïdes observables depuis la Terre.

La classification des astéroïdes selon leur position dans le Système solaire

Cette méthode de classement permet de déterminer quatre groupes principaux d’astéroïdes, situés dans zones bien définies du Système solaire :

– la majorité des astéroïdes sont situés sur la ceinture principale, entre les orbites de Mars et de Jupiter ; ces astéroïdes proviennent de la nébuleuse solaire, et l’attraction de Jupiter les a empêchés de se regrouper pour former une planète ;

– les géocroiseurs sont des astéroïdes qui frôlent ou croisent l’orbite de la Terre ; ces astéroïdes sont placés sous haute surveillance, car ils pourraient entrer en collision avec la Terre ;

– les Troyens sont des astéroïdes situés sur la même orbite que Jupiter ; ils se répartissent en deux groupes sur des zones d’équilibre appelées points de Lagrange : l’un des deux groupes de Troyens se déplace en avant de Jupiter, l’autre en arrière de Jupiter ;

- les Centaures sont des astéroïdes situés en dehors de la ceinture principale, entre Jupiter et Neptune ; leurs orbites sont très instables, car elles sont perturbées par les planètes géantes.

COMBIEN Y A-T-IL D’ASTÉROÏDES DANS LE SYSTÈME SOLAIRE ?

Les astronomes ont découvert plus de 7 000 astéroïdes dans le Système solaire. Toutefois, des milliers d’astéroïdes restent inconnus en raison de leur petite taille (diamètre inférieur à 1 km) ; ces petits astéroïdes sont par conséquent difficiles à observer par les télescopes terrestres ; l’emploi de télescopes spatiaux dédiés à ce recensement s’impose.

QUELLE EST LA TAILLE DES ASTÉROÏDES ?

Le plus gros des astéroïdes du Système solaire est 1 Cérès, qui a été le premier astéroïde observé (dès 1801 par l’astronome italien Giuseppe Piazzi) en raison de sa taille : un diamètre de 930 km et une masse représentant environ 25 % de la masse de tous les astéroïdes.

Les deux autres plus gros astéroïdes sont 2 Pallas et 4 Vesta, tous deux affichant un diamètre d’environ 525 kilomètres. Plus de 200 astéroïdes ont un diamètre supérieur à 100 km, mais seulement une trentaine ont un diamètre supérieur à 200 km.

QUELLE EST L’ORIGINE DES ASTÉROÏDES DANS LE SYSTÈME SOLAIRE ?

Les astéroïdes sont des débris du Système solaire qui tournent comme les planètes autour du Soleil. Ces fragments de roches datent probablement de la formation du Système solaire, il y a environ 4,6 milliards d’années.

POUR ALLER PLUS LOIN

→ l’Univers
→ le Système solaire
→ les météores et les météorites
→ les comètes
→ le Soleil
→ la Lune
→ Pluton

Les planètes du Système solaire :
Mercure — Vénus — la Terre — Mars — Jupiter — Saturne — Uranus — Neptune

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La climatologie

La climatologie

La climatologie est la science qui étudie le climat. Elle permet de suivre et de comprendre les variations climatiques sur de longues périodes (30 ans minimum) et sur toute la planète. Les climatologues cherchent donc à connaître les climats du passé (paléoclimatologie), dans le but de modéliser le climat du présent et de prévoir le climat du futur. Les études climatologiques sont essentielles car les hommes dépendent des conditions climatiques dans lesquelles ils vivent.

COMMENT LES CLIMATOLOGUES ÉTUDIENT-ILS LES CLIMATS DU PASSE ?

Les climatologues cherchent à connaître l’évolution naturelle des climats du passé (appelés paléoclimats) entre les périodes froides (glaciations) et les périodes plus chaudes (périodes interglaciaires). Pour cela, ils utilisent différentes méthodes et techniques :

– les récits historiques facilement datables (sécheresses, inondations, éruptions volcaniques) ;

– l’étude des cernes de croissance annuelle des arbres (dendroclimatologie), qui permet de remonter de plusieurs siècles dans le passé. Cette technique se base sur le taux de croissance des arbres, qui est directement lié aux variations successives du climat ;

– l’étude des carottes de glace (glaciologie), qui permet de déterminer les températures du passé (ou paléotempératures) et les composants de l’atmosphère du passé (ou paléoatmosphère). Un forage de plus de 3 000 m, réalisé en 2004 à la base franco-italienne de Concordia (en Antarctique), a notamment permis d’extraire une carotte de glace retraçant le climat des 740 000 dernières années.

– l’étude des couches géologiques (formation du relief, répartition des fossiles) et des sédiments marins (carottes océaniques) renseigne sur les événements cruciaux de l’évolution de la planète, à une échelle géologique de plusieurs millions d’années.

COMMENT MODÉLISE-T-ON LE CLIMAT DE LA TERRE ?

Les modélisations du climat sont basées sur les lois de la physique. Ces lois reposent sur des équations mathématiques qui font intervenir plusieurs variables, en particulier la température, la pression, la vitesse et la direction des vents. Ces équations sont résolues environ tous les 10 km à la surface de la Terre. On obtient ainsi des grilles de 100 km² où chaque variable est estimée : l’ensemble de ces grilles forme un maillage du climat de la Terre entière.

La Terre peut être représentée globalement par les trois éléments suivants : l’atmosphère (plusieurs couches verticales), la surface (plusieurs types de sol et de végétation sur tous les continents), et les océans (qui diffèrent en fonction de leur température, de leur profondeur et de leur salinité). Les données des satellites artificiels permettent d’obtenir des informations de chaque point de la planète. La rapidité de résolution des équations de ces modélisations dépend de la puissance des ordinateurs. En France, le modèle ARPEGE de Météo France permet de modéliser le climat avec une précision de 20 km (sur la France) à 250 km (aux pôles).

COMMENT PRÉVOIR LE CLIMAT FUTUR ?

Les climatologues observent actuellement une modification rapide du climat en raison des activités de l’homme (pollution atmosphérique accentuant le phénomène de l’effet de serre). Le Groupement intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) recense les connaissances sur le climat et prévoit de grands changements climatiques dans un futur proche. La température devrait augmenter de 1,4 à 5,8 °C d’ici la fin du xxi^e siècle, ce qui entraînerait une élévation du niveau des mers de 9 à 88 cm. Ces prévisions sont basées sur des simulations faisant intervenir différents paramètres : démographique, social, économique, politique, etc. Les décisions politiques internationales (en particulier le protocole de Kyoto, entré en vigueur en février 2005, qui vise à réduire les émissions de gaz à effet de serre) s’appuient sur les rapports des experts du GIEC pour voter les lois qui doivent protéger notre planète.

QUELLES SONT LES PRINCIPALES DIFFICULTÉS DE LA CLIMATOLOGIE ?

L’une des principales difficultés de la climatologie est le nombre et la complexité des phénomènes de la machine climatique terrestre. Ainsi, la climatologie requiert la connaissance de la lithosphère (étude des mouvements de la Terre), de l’hydrosphère (étude du cycle de l’eau), de la cryosphère (étude des calottes polaires et des zones englacées), de la biosphère (étude des êtres vivants), du Soleil (étude de l’influence du Soleil à travers son intensité et ses variations), des océans (étude du fonctionnement et de l’impact de la circulation océanique), de l’atmosphère (étude et rôle de l’atmosphère terrestre et de sa circulation), du cycle du carbone, des activités et de l’influence humaines (taux de pollution que font les hommes), etc.

La difficulté est donc de faire travailler ensemble la totalité des scientifiques qui doivent mettre en commun leurs connaissances pour comprendre le climat de manière globale.

POUR ALLER PLUS LOIN

→ la météo et le climat
→ l’atmosphère
→ le cycle de l’eau
→ les changements climatiques
→ l’effet de serre
→ la pollution de l’air

SOURCE  ENCYCLOPÉDIQUE

Les changements climatiques dans le monde

Les changements climatiques

Les changements du climat sont dus à deux facteurs naturels : les variations de la quantité d’énergie solaire reçue à la surface de la Terre et les variations de la trajectoire (orbite) de la Terre autour du Soleil.

Mais en plus de cette évolution naturelle, le climat est de plus en plus influencé par les activités polluantes des hommes.

Y A-T-IL DÉJÀ EU DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES DANS LE PASSÉ ?

Le climat a toujours évolué depuis la formation de la Terre, il y a 4,5 milliards d’années. Les fluctuations du climat passé (appelé paléoclimat) sont donc normales et naturelles. Il y a eu des périodes glaciaires très froides et très longues (d’une durée de 80 000 à 100 000 ans), suivies par des périodes interglaciaires plus chaudes mais plus courtes (durée de 10 000 ans environ).

QUAND SE SONT PASSÉES LES DERNIÈRES PÉRIODES GLACIAIRES ET INTERGLACIAIRES ?

La dernière période interglaciaire a eu lieu il y a 120 000 ans. La dernière période glaciaire s’est déroulée il y a 18 000 ans. La température était alors 5 °C plus basse qu’au début des années 2000 (température moyenne actuelle de 15 °C). Le niveau de la mer était de 120 mètres inférieur à celui d’aujourd’hui.

Puis, il y a environ 12 000 ans, a débuté l’holocène, une époque marquée par un réchauffement climatique qui se poursuit encore en ce début du xxi^e siècle. Ce réchauffement a entraîné la fonte des énormes calottes de glace aux pôles et la disparition des mammouths (il y a environ 10 000 ans).

Il y a également eu une période très courte (du xv^e au xix^e siècle) appelée le « petit âge de glace ». Durant cette période, la température a diminué de 1 °C en moyenne en Europe du Nord.

COMMENT LES HOMMES INFLUENT-ILS SUR LE CLIMAT ?

Les hommes influencent le climat par leurs activités polluantes : pollution atmosphérique due aux industries et aux transports (surtout les voitures).

Ces activités rejettent dans l’atmosphère des gaz appelés gaz à effet de serre. Ces gaz provoquent un effet de serre sur l’ensemble de la planète, ce qui fait augmenter la température moyenne de la Terre. Cette influence des hommes a commencé au début du xx^e siècle (début de la période industrielle) et ne cesse d’augmenter.

QUELLES SONT LES CONSÉQUENCES DE L’ACTION DES HOMMES SUR LE CLIMAT ?

Au cours du xx^e siècle, les observations des scientifiques ont indiqué une augmentation de 0,6 °C de la température moyenne de la planète. Le niveau des mers a également augmenté de 10 à 20 cm. Ces évolutions sont si rapides et si importantes qu’elles n’ont pu être causées que par les gaz à effet de serre rejetés par les industries et les véhicules.

Les années 1990 ont été les plus chaudes du xx^e siècle. Et c’est l’année 1998 qui a été l’année la plus chaude de toutes.

QUELS SERONT LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES DANS LE FUTUR ?

Les scientifiques pensent que la température moyenne de la planète va augmenter de 1,8 à 4 °C d’ici la fin du xxi^e siècle (données les plus optimistes, issues d’un rapport réalisé en 2007 par le Groupe intergouvernemental sur l’évolution du climat — GIEC).

Si cela se vérifie, le niveau des mers va monter de 18 à 59 cm. Les phénomènes extrêmes (inondations, sécheresses, tornades) seront plus nombreux et plus puissants.

Même si les pollutions industrielles s’arrêtaient rapidement, le changement climatique en cours continuerait encore plusieurs dizaines d’années.

QUELLES LOIS ONT ÉTÉ ADOPTÉES POUR LIMITER CE CHANGEMENT DU CLIMAT ?

La conférence de Kyoto, qui s’est déroulée au Japon en 1997, a fixé une loi pour lutter contre le réchauffement climatique en cours. Cette loi impose une réduction des émissions des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cette réduction devrait être de 5,2 % d’ici 2008-2012 (par rapport au taux de 1990).

Grâce à la signature de 141 pays, le texte de loi du traité de Kyoto est applicable depuis le 16 février 2005. Toutefois, les États-Unis n’ont toujours pas voté cette loi, alors qu’ils sont les premiers pollueurs de la planète.

POUR ALLER PLUS LOIN

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→ l’atmosphère
→ l’effet de serre
→ la couchla pollution de l’air

source  encyclopedique