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Pour nos toutes dernières heures de cours cette année, nous avons décidé de quelques petits sujets scientifiques appropriés à la réalisation de mini-exposés en ligne. Les apprentis ont pu choisir de travailler sur un sujet plutôt qu'un autre, et choisir de travailler seul ou en groupe.

Nous disposions initialement de 6 séances pour mener ce projet à bien, mais force est de reconnaitre que mes prévisions sur ce point se sont révélées optimistes, pour ne pas dire fausses. Entre les convocations aux examens et le parfum de fin d'année qui s'en suit, nous avons du faire avec des groupes partiels, voire très partiels. Le groupe assidu et motivé de cette année a un peu cédé à la décompression.

A titre personnel, j'émets l'hypothèse que le projet a été proposé un peu trop tard, et qu'il faudra à l'avenir le débuter plus en amont dans l'année. Il est sans doute plus facile de rester motivé en fin d'année pour conclure un projet plutôt que pour l'initier.

Je note que ces choix ont convergé vers un sujet unique, abordé en milieu d'année à travers un dossier qui a rencontré un vif succès, et permit en classe de répondre à beaucoup de questions. Ce dossier n'était pas censé être utilisé pour notre présent travail, qui consistait à faire des recherches personnelles sur internet, en partant de zéro.

Les 3 sujets choisis par les jeunes sont proposés ci-dessous, dans leur état d'avancement: nul pour l'un, en cours d'appropriation et de reformulation pour les deux autres.

• La Terre: quelques aspects de notre planête

  Le pré-apprenti qui voulait traiter ce sujet n'est plus revenu en cours.

• Le système solaire

  Le système solaire

  En utilisant la datation radioactive, les scientifiques évaluent l'âge du Système solaire à environ 4,6 milliards d'années.

  • Il y a 4 planètes telluriques (Mercure, Venus, La Terre et Mars). Tellurique signifie que ces planètes sont faites de roche.
  • Il y a 4 planètes géantes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune). Ce sont toute des planètes gazeuses.
  • Il y a aussi des planètes naines dont les 5 plus connu (Makémaké, Hauméa, Eris, Cérés et Pluton).

  Les huit planètes confirmées sont accompagnées de 175 satellites naturels connus (appelés usuellement des « lunes »)

  

  De la plus proche à la plus éloignée (du Soleil), les planètes du système sont Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Toutes ces planètes hormis les deux plus proches du Soleil possèdent des satellites en orbite et chacune des quatre planètes externes est entourée d’un système d'anneaux de poussière et d’autres particules. Toutes les planètes, sauf la Terre, ont été nommées d'après des dieux et déesses de la mythologie romaine.

  Le principal corps céleste du Système solaire est le Soleil, une étoile naine jaune de la séquence principale de type G2 qui contient plus de 99% de toute la masse connue du Système solaire et le domine gravitationnellement. Jupiter et Saturne, les deux objets les plus massifs orbitant autour du Soleil, regroupent à eux deux plus de 90% de la masse restante.

  La plupart des grands objets en orbite autour du Soleil le sont dans un plan proche de celui de l’orbite terrestre, nommé écliptique. Typiquement, le plan d’orbite des planètes est très proche de celui de l’écliptique tandis que les comètes et les objets de la ceinture de Kuiper ont pour la plupart une orbite qui forme un angle significativement plus grand par rapport à lui.

  Le système solaire est situé dans la Voie Lactée

  

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• Les étoiles

  Les étoiles

  

  Leur masse

  La masse est une des caractéristiques les plus importantes d’une étoile. En effet, cette grandeur détermine sa durée de vie ainsi que son comportement pendant son évolution et la fin de sa vie : une étoile massive sera très lumineuse mais sa durée de vie sera réduite.

  Les étoiles ont une masse comprise entre environ 0,08 et 300 fois la masse du Soleil, soit (très) près de 2×10³⁰ kilogrammes (deux milliards de milliards de milliards de tonnes). En dessous de La masse minimale, l’échauffement généré par la contraction gravitationnelle est insuffisant pour démarrer le cycle de réactions nucléaires : l’astre ainsi formé est une naine brune. Au-delà de la masse maximale, la force de gravité est insuffisante pour retenir toute la matière de l’étoile une fois les réactions nucléaires entamées. Jusqu’à peu, on pensait que la masse d’une étoile ne pouvait excéder 120 à 150 fois la masse solaire mais la récente découverte d’une étoile ayant Une masse 320 fois supérieure à celle du Soleil a rendu cette hypothèse caduque.

  Leur température

  La plupart des étoiles paraissent blanches à l’œil nu, parce que la sensibilité de l’œil est maximale autour du jaune. Mais si nous regardons attentivement, nous pouvons noter que de nombreuses couleurs sont représentées : bleu, jaune, rouge (les étoiles vertes n’existent pas). L’origine de ces couleurs resta longtemps un mystère jusqu’à il y a deux siècles, quand les physiciens eurent suffisamment de compréhension sur la nature de la lumière et les propriétés de la matière aux très hautes températures.

  La couleur permet de classifier les étoiles suivant leur type spectral (qui est en rapport avec la température de l’étoile). Les types spectraux vont du plus violet au plus rouge, c’est-à-dire du plus chaud vers le plus froid. Ils sont classés par les lettres O B A F G K M. Le Soleil, par exemple, est de type spectral G.

  Mais il ne suffit pas de caractériser une étoile par sa couleur (son type spectral), il faut aussi mesurer sa luminosité. En fait, pour un type spectral donné, la taille de l’étoile est corrélée à sa luminosité, la luminosité étant fonction de la surface — et donc de la taille de l’étoile.

  Les étoiles O et B sont bleues à l’œil comme b Orionis (Rigel) ; les étoiles A sont blanches comme à (Sirius) ou a Lyrae (Véga) ; les étoiles F et G sont jaunes, comme le Soleil ; les étoiles K sont orange comme a Bootis (Arcturus) ; et enfin les étoiles M sont rouges comme à (Bételgeuse).

  On peut définir un indice de couleur, correspondant à la différence de flux photométrique dans deux bandes spectrales dites bandes photométriques (les filtres). Par exemple, le bleu (B) et le visible (V) formeront ensemble l’indice de couleur B-V dont la variation est reliée à la température de surface de l’étoile et donc à son type spectral. Les indices de température les plus utilisés sont le B-V, le R-I et le V-I car ce sont les plus sensibles à la variation de la température.