Age Range

Big Ideas Of Science

Subject Domains

Language

Average Learning Time

Works Offline

No

Description

Ce projet permet aux élèves de reconstruire ensemble un diagramme de Hubble à partir d’observations réelles de Supernovae Ia (Faulkes telescopes), qu’ils devront analyser en ligne avec le logiciel JS9.
Les élèves sont d’abord introduits au diagramme de Hubble, à l’expansion de l’Univers, aux supernovae, puis aux bases de photométrie.
Ils pourront ensuite analyser la supernova Gaia16agf afin d’obtenir une courbe de luminosité apparente [W/m2] au cours du temps. En extrayant la valeur max de cette courbe, ils peuvent alors calculer la distance de cette supernova sachant la valeur du maximum de luminosité [W] d’une supernova Ia. Un diagramme de Hubble à 2 points (Gaia1 agf et notre Voie Lactée) peut alors être construit et une première estimation de l’âge de l’Univers obtenue.
Pour compléter ce diagramme de Hubble, les élèves peuvent appliquer ce qu’ils ont appris à un jeu de donnée d’une autre supernova de leur choix (aussi observée avec les télescopes Faulkes). Ces jeux de données n’ayant pas encore été analysés précédemment, il s’agissait de la partie « science participative » de ce projet.
De manière optionnelle, les élèves peuvent également prendre leurs propres images de rémanents de supernovae avec les télescopes robotiques Faulkes.

Durée

4-6 heures pour l’Introduction et Gaia16agf
4 heures pour l’analyse de leur propre supernova

Objectifs d’apprentissage

  • Distinguer la Luminosité (ou puissance émise) [W] d’un objet et sa luminosité apparente observée à une certaine distance [W/m2]
  • Utiliser la décroissance en carré inverse de la distance pour déduire la relation entre Luminosité, Luminosité apparente et distance
  • Reconnaître que l’expansion de l’Univers décrite par un diagramme de Hubble est due à une expansion de l’espace-temps
  • Calculer l’âge de l’Univers à partir de la pente d’un graphique de Hubble
  • Décrire approximativement le processus de formation d’une supernova de type Ia (naine blanche, système binaire)
  • Effectuer une analyse photométrique d’un objet (supernova) en corrigeant le bruit du détecteur et en éliminant les fluctuations atmosphériques grâce à des étoiles de comparaison

Niveau 

Secondaire supérieur (>16 ans), Université

Prior Knowledge Requirements

Définition de la puissance énergétique en Watts

No votes have been submitted yet.

View and write the comments

Ce projet est une initiative lancée par Fraser Lewis (Open University UK, National School Observatory) pour permettre à des élèves du secondaire de pouvoir analyser des données réelles de supernovae observées par les télescopes Faulkes.

Il s'agit d'un projet de science participative au sens où, mis à part la supernova Gaia16agf dont les données ont déjà été analysées, les élèves pourront ensuite choisir une nouvelle supernova de leur choix dont les données n'ont peu ou pas été explorées ! En communiquant leurs résultats à Fraser Lewis (voir onglet Infos pour les enseignants), ils auront ainsi la chance de se lancer dans l'inconnu et de participer à un véritable projet scientifique.

Ce projet a été réalisé avec deux classe de 2e année du secondaire supérieur au Gymnase du Bugnon, Lausanne, pendant les 3 mois de confinement en Suisse (mi-mars à mi-mai). La version publiée ici a donc bénéficié de retours d’élèves et de corrections.