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Exoplanètes !

Aider les nouvelles générations à s’impliquer dans les enjeux des sciences

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ObjectifsSe 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.

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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

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 ?

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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

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

77ACTIVITE 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

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 joursLuminosité

9ACTIVITE INITIALE

La recherche sur les Exoplanètes

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SpectométrieLes 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.

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Recherchez1) 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)

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Communiquez1) 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)

1212ACTIVITE D’APPROFONDISSEMENT

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.

1313ACTIVITE D’APPROFONDISSEMENT

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

1414ACTIVITE D’APPROFONDISSEMENT

Fiches 2 – 6 2ème ETAPEPertinentes 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.

1515ACTIVITE D’APPROFONDISSEMENT

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

Promouvoir le dialogue et la réflexion

Aider les nouvelles générations à s’impliquer dans les enjeux des sciences

TRACES