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Nuages interstellaires

Dans les galaxies, l’espace entre les étoiles n’est pas totalement vide. D’immenses nuages de gaz (principalement de l’hydrogène) et de poussières, remplissent l’espace. Ces nuages constituent le réservoir de matière à partir de laquelle se forment les étoiles.

Deux types de nuages existent, ceux dans lesquels l’hydrogène se trouve sous forme d’atomes libres (H) et ceux composés d’hydrogène moléculaire (H2). Les premiers ont une faible densité de l’ordre d’une cinquantaine d’atomes par centimètre cube : les atomes sont trop peu nombreux pour s’agglomérer ; en revanche, les seconds nuages contiennent quelques centaines de millions de molécules H2 par centimètre cube. Ces zones sont suffisamment denses pour que commencent à se former les futures étoiles.

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Rayonnement 3 K (ou rayonnement fossile)

Le soleil, les étoiles, tous les astres brillants de l’Univers émettent toutes sortes de rayonnements : le rayonnement visible, celui qu’on voit, mais aussi les rayonnements, infrarouge, UV, X…En 1964, deux chercheurs ont repéré un rayonnement invisible provenant de toutes les directions de l'espace, baignant tout l’univers. On l’appelle rayonnement 3K car son énergie correspond au rayonnement thermique d’un objet à la température de 3 kelvins (-270°C).

Selon la théorie du Big Bang, il serait le vestige de la libération de la lumière, 300 000 ans après l'explosion initiale : une sorte de "rayonnement fossile". Dans la théorie du Big Bang, les atomes se seraient formés 300 000 ans après le Big Bang, laissant alors la lumière libre de circuler. Initialement très chaud, ce rayonnement se serait refroidi à cause de l'expansion de l'Univers, pour descendre à la température de 3K (2,7K exactement) aujourd'hui.

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Naines brunes

Une naine brune, astre froid et peu lumineux, est une grosse boule de gaz, comme les étoiles et les planètes géantes (comme Jupiter, par exemple). Les naines brunes sont plus massives que les planètes et moins que les étoiles.

Du fait de leur faible luminosité, les naines brunes sont difficiles à détecter. La première a été observée en 1995 (Gliese 229B, dans la constellation du Loup). Par ailleurs, il est difficile de tracer la frontière entre planète gazeuse, naine brune et petite étoile : grosso modo, tout astre de masse comprise entre 12 et 75 fois la masse de Jupiter est une naine brune. La masse des naines brunes, insuffisante, ne leur permet pas d’amorcer les processus nucléaires propres aux étoiles.

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Gravité (ou gravitation)

Quand on lâche un objet, il tombe vers le sol. Pourquoi ? Parce qu' il est attiré par la Terre : c'est le phénomène de gravité. La gravitation est l’attraction qu’exercent l’un sur l’autre deux corps possédant une masse: par exemple l’attraction entre le Soleil et la Terre.

Sur la Lune, plus petite que la Terre, la force de gravitation est moins importante. C’est pourquoi Amstrong, en 1969, a pu y faire des bonds de géant en sortant de son vaisseau : il était en quelque sorte plus léger sur la Lune que sur la Terre.
C’est Newton qui le premier a décrit la gravitation comme une force attractive. Einstein propose une autre description plus générale de la gravitation directement reliée à la notion d’espace-temps, dans le cadre de sa théorie de la relativité générale.

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Ondes électromagnétiques

Tous les astres (Soleil, étoiles, galaxies…) émettent des ondes électromagnétiques. Ces ondes transportent une énergie sous forme de vibrations sans déplacer de matière et ont la particularité de pouvoir se propager dans le vide. Ce sont, par ordre croissant d’énergie dégagée : les ondes radio, les micro-ondes, les infrarouges, la lumière visible, les ultraviolets, les rayons X et les rayons gamma.

Au sol, deux gammes d’ondes électromagnétiques nous parviennent de l’espace : la gamme optique qui comprend la lumière visible et les longueurs d’ondes voisines (infrarouge et ultraviolet), et la gamme radio. Pour étudier ces deux types d’ondes électromagnétiques en provenance de l’Univers, on utilise des télescopes, radiotélescopes et spectroscopes.

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Météorite / Etoile filante

Les météorites sont des objets, pierreux ou métalliques, qui viennent de l'espace et tombent sur la Terre. En entrant dans l'atmosphère, elles s'accompagnent d'un phénomène lumineux, un météore, que nous appelons plus joliment "étoile filante".

L'étude des météorites, fragments d'astéroïdes ou de comètes, fournit de précieuses informations sur la composition et l'origine de notre système solaire ; jusqu'à 1969 (mission Apollo-11 sur la Lune), les météorites étaient les seuls matériaux extraterrestres à la disposition des scientifiques.
Les météorites pierreuses, fragiles, se fractionnent en entrant dans notre atmosphère et causent peu de dégâts quand elles atteignent le sol. En revanche, les météorites métalliques restent pratiquement entières ; leur impact au sol creuse des cratères parfois impressionnants, comme le célèbre "Meteor Crater" en Arizona (1,2 km de diamètre).
Chaque année, près de 10 000 tonnes de météorites tombent sur notre planète.

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Initiée par l'Agence Spatiale Européenne, la sonde Rosetta doit partir en janvier 2003 à la rencontre de la comète 46P/Wirtanen qu'elle devrait rejoindre en 2011.

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Étoile

Une étoile est une immense boule de gaz extrêmement chauds qui émet de la lumière par elle-même – contrairement aux planètes. Les transformations de la matière au cœur de l’étoile (par des réactions nucléaires) dégagent une énergie colossale. C’est cette énergie qui est transformée en lumière.

Par analogie avec les êtres vivants, on parle de naissance, vie et mort des étoiles, bien qu’elles ne soient pas vivantes, bien sûr ! Les étoiles naissent d’un nuage de gaz (l’hydrogène) qui se contracte. Lorsque la masse concentrée est assez grande, des réactions nucléaires s'y déclenchent : l’étoile "s'allume". Pendant des millions ou des milliards d’années (suivant leur taille), les étoiles brillent en consommant leur "combustible", l’hydrogène, puis les produits de la transformation de celui-ci. Quand elle a épuisé ses réserves, elle "meurt" : elle devient un astre sombre.

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Expo-dossiers

À l’occasion de la mission de l’astronaute Thomas Pesquet, le point sur les apports réels des recherches menées à bord de la Station spatiale internationale.

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