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Exoplanètes !
Aider les nouvelles générations à s’impliquer dans les enjeux des sciences
2
Objectifs
Se servir de compétences en
recherches afin d’étudier les
exoplanètes.
Se servir de perspectives
philosophiques et éthiques afin de
prendre une décision sur le financement
de missions d’astronomie.
3
Il existe une planète
potentiellement habitable à
proximité de la Terre.
Elle se situe près de l'étoile
Proxima du Centaure, à
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Les chercheurs pensent
qu’elle pourrait être apte à
accueillir la vie.
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ACTIVITE INITIALE
Le premier objectif
pour un voyage
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Il est essentiel de chercher des
biomolécules qui donneraient des
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Sa
température
moyenne est
compatible
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l’existence
d’eau.
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Investir des milliards
d’euros dans une mission
qui a pour but d’y établir
une colonie en vaut-il la
peine ?
5
Selon les calculs des
chercheurs, dans
notre galaxie
« seulement » , la
Voie Lactée, on
compte environ 300
milliards d’étoiles,
et chaque étoile
aurait en moyenne
1,5 planètes en
orbite (Cassan et al,
2012), ce qui porte
le nombre
d’exoplanètes dans
notre galaxie à
environ 450 000
millions.
ACTIVITE INITIALE
LES
EXOPLANET
ES SONT.
5
Les exoplanètes
sont des planètes
qui orbitent
autour d’une
étoile différente
de la nôtre.
Environ 40 milliards d’exoplanètes dans notre galaxie seraient en
orbite dans la zone habitable de leur étoile (Petigura et al, 2013).
Cassan, A., et al (2012). One or more bound planets per Milky Way star from microlensing observations. Nature,
481, 7380, 167-169.
Petigura, E. A., Howard, A. W., Marcy, G. W. (2013). Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars.
Proceedings of the National Academy of Sciences, 110 (48), 19273-19278.
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La « zone d’habitabilité » (en vert sur l’image) est la distance par rapport
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orbite autour de
son étoile, si elle se
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sommes capables
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réduction en
luminosité qui nous
provient de cette
étoile.
Représente 10 jours
L
u
m
i
n
o
s
i
t
é
9ACTIVITE INITIALE
La recherche sur les Exoplanètes
9
Spectométrie
Les exoplanètes sont trop loin pour
que nous puissions voir de quoi elle
sont faites. Mais les télescopes sont
capables de reconnaître des
rayonnements (lumière) qui arrivent,
et de les analyser. De la même
manière que quand la lumière
traverse un papier en cellophane
rouge, celle-ci devient rouge, les
rayons sont « marqués » par la
composition du point d’origine. Les
télescopes sont capables de
reconnaître ces « traces » sur les
rayons qui nous parviennent de la
planète et, en les comparant à la
« trace » (spectre) des substances
connues, nous pouvons tenter d’en
déduire la composition.
10
Recherchez
1) Choisissez une des fiches de l’Objet
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2) Analysez les transits afin de découvrir la
taille et la période orbitale de l’exoplanète
potentielle. (Fiche 6–Fiche 7)
3) Déterminez la composition de l’exoplanète
grâce aux données spectrométriques.
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4) Déterminez la distance et la température
moyennes à l’aide de l’analyse orbitale.
(Fiche 10–Fiche 11)
11
Communiquez
1) Représentez votre exoplanète sur
une image. (Fiche 12)
2) Déterminez le degré de certitude de
vos conclusions (Fiche 13)
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(Fiche 14)
1212ACTIVITE
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Il a été proposé d’effectuer une
mission sur Proxima du
Centaure, afin d’analyser la
présence d’eau ou de
biomolécules sur ses
exoplanètes, et tenter de la
coloniser.
Devrions-nous investir de l’argent
dans une mission de colonisation
d’une exoplanète ?
2ème ETAPE
• Celle-ci coûterait des milliards
d’euros.
• Nous aurions des résultats au bout
de 80 ans environ, à cause de la
distance.
1313ACTIVITE
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Vous allez analyser des opinions et
évaluer leur pertinence.
Vous allez prendre une décision
basée sur des paramètres
éthiques.
Devrions-nous investir de l’argent
dans une mission de colonisation
d’une exoplanète ?
2ème ETAPE
1414TIVITE D’APPROFONDISSEMENT
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OUI NON
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1515ACTIVITE
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  • 1. Pour plus d’informations voir EngagingScience.eu Exoplanètes ! Aider les nouvelles générations à s’impliquer dans les enjeux des sciences
  • 2. 2 Objectifs Se servir de compétences en recherches afin d’étudier les exoplanètes. Se servir de perspectives philosophiques et éthiques afin de prendre une décision sur le financement de missions d’astronomie.
  • 3. 3 Il existe une planète potentiellement habitable à proximité de la Terre. Elle se situe près de l'étoile Proxima du Centaure, à seulement 4 années-lumière. Les chercheurs pensent qu’elle pourrait être apte à accueillir la vie. ACTUALITES SCIENCE ACTIVITE INITIALE Le premier objectif pour un voyage interstellaire. Il est essentiel de chercher des biomolécules qui donneraient des signes de vie. Sa température moyenne est compatible avec l’existence d’eau. 3
  • 4. 4ACTIVITE INITIALE 4 Investir des milliards d’euros dans une mission qui a pour but d’y établir une colonie en vaut-il la peine ?
  • 5. 5 Selon les calculs des chercheurs, dans notre galaxie « seulement » , la Voie Lactée, on compte environ 300 milliards d’étoiles, et chaque étoile aurait en moyenne 1,5 planètes en orbite (Cassan et al, 2012), ce qui porte le nombre d’exoplanètes dans notre galaxie à environ 450 000 millions. ACTIVITE INITIALE LES EXOPLANET ES SONT. 5 Les exoplanètes sont des planètes qui orbitent autour d’une étoile différente de la nôtre. Environ 40 milliards d’exoplanètes dans notre galaxie seraient en orbite dans la zone habitable de leur étoile (Petigura et al, 2013). Cassan, A., et al (2012). One or more bound planets per Milky Way star from microlensing observations. Nature, 481, 7380, 167-169. Petigura, E. A., Howard, A. W., Marcy, G. W. (2013). Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110 (48), 19273-19278. Terre Mercure
  • 6. 6ACTIVITE INITIALE 6 La « zone d’habitabilité » (en vert sur l’image) est la distance par rapport à l’étoile permettant à la planète de maintenir une température moyenne ni trop chaude, ni trop froide, ce qui rend possible la présence d’eau liquide et de vie comme nous l’entendons ici sur Terre. La « zone habitable » Une planète se trouve dans la zone habitable de son étoile lorsqu’elle se situe à une distance lui permettant en théorie d’abriter de l’eau liquide Trop chaud Trop froid Taille de la planète une à deux fois celle de la Terre L’étoile ressemble au soleil Distance adéquate Exemple de système planétaire en dehors de notre système solaire
  • 7. 77IVITE D’APPROFONDISSEMENT Fiches 2 à 6 La recherche et la communication sur les Exoplanètes. Vous allez analyser des preuves et déterminer la certitude de vos conclusions. Vous allez communiquer de manière scientifique et arriver à un consensus. Comment est-ce que nous détectons et étudions les exoplanètes? 1ère ETAPE
  • 8. 8 En quantifiant la diminution de la luminosité provenant de l’étoile et la fréquence à laquelle elle se produit, nous pouvons deviner la taille et la période de rotation de la planète autour de son étoile. ACTIVITE INITIALE La recherche sur les exoplanètes 8 Les transits planétaires Quand une planète orbite autour de son étoile, si elle se situe entre son étoile et nous, nous sommes capables de déceler son « ombre » , i.e. une réduction en luminosité qui nous provient de cette étoile. Représente 10 jours L u m i n o s i t é
  • 9. 9ACTIVITE INITIALE La recherche sur les Exoplanètes 9 Spectométrie Les exoplanètes sont trop loin pour que nous puissions voir de quoi elle sont faites. Mais les télescopes sont capables de reconnaître des rayonnements (lumière) qui arrivent, et de les analyser. De la même manière que quand la lumière traverse un papier en cellophane rouge, celle-ci devient rouge, les rayons sont « marqués » par la composition du point d’origine. Les télescopes sont capables de reconnaître ces « traces » sur les rayons qui nous parviennent de la planète et, en les comparant à la « trace » (spectre) des substances connues, nous pouvons tenter d’en déduire la composition.
  • 10. 10 Recherchez 1) Choisissez une des fiches de l’Objet Céleste (Fiche 1–Fiche 5) 2) Analysez les transits afin de découvrir la taille et la période orbitale de l’exoplanète potentielle. (Fiche 6–Fiche 7) 3) Déterminez la composition de l’exoplanète grâce aux données spectrométriques. (Fiche 8–Fiche 9) 4) Déterminez la distance et la température moyennes à l’aide de l’analyse orbitale. (Fiche 10–Fiche 11)
  • 11. 11 Communiquez 1) Représentez votre exoplanète sur une image. (Fiche 12) 2) Déterminez le degré de certitude de vos conclusions (Fiche 13) 3) Communiquez sur votre découverte (Fiche 14)
  • 12. 1212ACTIVITE Fiches 2 – 6 Il a été proposé d’effectuer une mission sur Proxima du Centaure, afin d’analyser la présence d’eau ou de biomolécules sur ses exoplanètes, et tenter de la coloniser. Devrions-nous investir de l’argent dans une mission de colonisation d’une exoplanète ? 2ème ETAPE • Celle-ci coûterait des milliards d’euros. • Nous aurions des résultats au bout de 80 ans environ, à cause de la distance.
  • 13. 1313ACTIVITE Fiches 2 – 6 Vous allez analyser des opinions et évaluer leur pertinence. Vous allez prendre une décision basée sur des paramètres éthiques. Devrions-nous investir de l’argent dans une mission de colonisation d’une exoplanète ? 2ème ETAPE
  • 14. 1414TIVITE D’APPROFONDISSEMENT Fiches 2 – 6 2ème ETAPE Pertinentes par rapport à la question OUI NON À l’aide de la Fiche 15, vous allez classer les opinions figurant sur les Fiches 16, 17 et 18 selon : • Leur pertinence par rapport à la question (donnent- elles des informations utiles ?). • Ce qu’elles impliquent en termes de Risques ou Avantages. • Vous pouvez ajouter des opinions/témoignages de scientifiques locaux ou d’experts en astronomie avec qui vous avez pris contact pour le projet.
  • 15. 1515ACTIVITE Fiches 2 à 6 Vous pouvez prendre contact avec des scientifiques ou des experts en astronomie afin d’incorporer leur opinion au sein de votre analyse 2ème ETAPE
  • 16. Promouvoir le dialogue et la réflexion
  • 17. Aider les nouvelles générations à s’impliquer dans les enjeux des sciences TRACES