Astronomie

Quel est le rayon de marée du système Sirius ?

Quel est le rayon de marée du système Sirius ?

Le système Fomalhaut est un système trinaire, avec Fomalhaut A (1,9 M), Fomalhaut B (0,7M) et Fomalhaut C (0,2M). Fomalhaut C est à 2,5 années-lumière de Fomalhaut A et à 3,2 années-lumière de Fomalhaut B. Le rayon de marée du système Fomalhaut est de 6,2 années-lumière.

Le système Sirius (Sirius A, 2M, Sirius B, 0.9M) est environ 1,1x plus massif que Fomalhaut A et B. Quelles seraient quelques façons de calculer un rayon de marée du système Sirius, pour obtenir une estimation de la distance d'autres étoiles pourraient orbiter autour du système Sirius ?


Le rayon de marée pour une étoile ou une collection d'étoiles près du Soleil et sur une orbite circulaire (correspond assez bien à Sirius) est donné par (par exemple Pinfield et al. 1998) $$R_T simeq left( frac{GM}{2 (AB)^2} ight)^{1/3} ,$$ où $A$ et $B$ sont les constantes de Oort et $M$ est la masse totale.

En utilisant la valeur de $A-B$ de Feast et al. (1997), cela se réduit à $$R_T = 1,43 left( frac{M}{M_{odot}} ight)^{1/3} { m pc}.$$

En utilisant cette formule, j'obtiens que le rayon de marée pour Fomalhaut est de 2,01 pc (en accord raisonnable avec la source que vous utilisez). Comme la masse du système Sirius n'est que légèrement plus grande, le rayon de marée sera presque le même, car il dépend de la racine cubique de la masse.


Quel est le rayon de marée du système Sirius ? - Astronomie

    • Proxima Centauri
    • Tau Ceti
    • Véga
      • Eta Carinae
      • VY Canis Majoris
        • Antarès
        • Bételgeuse
        • Polaris
        • Rigel
          • Arcturus
          • Capella
            Accueil des étoiles

            • Antarès
            • Arcturus
            • Bételgeuse
            • Capella
            • Eta Carinae
            • Polaris
            • Proxima Centauri
            • R136a1
            • Rigel
            • Sirius
            • Tau Ceti
            • Véga
            • VY Canis Majoris

            • Sirius est un système à deux étoiles situé à 8,6 années-lumière de la Terre.
            • Il se compose de l'étoile de la séquence principale Sirius A et de sa petite compagne naine blanche Sirius B.
            • Les naines blanches sont le noyau des restes d'étoiles qui ont épuisé leur carburant et perdu leurs couches externes.
            • Sirius B est l'étoile naine blanche la plus proche de la Terre.
            • La force de gravité sur Sirius B est 350 000 plus forte que sur Terre, ce qui signifie que 3 grammes de matière (environ un morceau de sucre) pèseraient 1 000 kilos (2 200 livres) !
            • Sirius A est connue comme une étoile de séquence principale, ce qui signifie que comme le soleil, elle produit de l'énergie en fusionnant des atomes d'hydrogène dans son noyau.
            • Sirius est l'étoile la plus brillante du ciel nocturne et la plus proche que l'on puisse voir sans l'aide d'un télescope.
            • Sirius B a une orbite hautement elliptique autour de son plus grand compagnon.
            • La dérivation du nom Sirius vient du mot grec ancien pour brillant, l'étoile était également connue des anciens Égyptiens il y a 4 000 ans.

            Aussi connu sous le nom: Alpha Canis Major, l'étoile canine

            Distance de la Terre : 8,6 années-lumière
            Constellation: Canis Majeur

            Type d'étoile Sirius A : Classe A - étoile blanche de la séquence principale
            Type d'étoile Sirius B : Nain blanc

            Messe Sirius A : 2.02 x Soleil
            Messe Sirius B : 0,98 x Soleil

            Luminosité Sirius A : 25 x Soleil
            Luminosité Sirius B : 3% de soleil

            Diamètre Sirius A : Environ 1,5 million de miles (2,4 millions de km) - 171 % x Soleil
            Diamètre Sirius B : Environ 7 300 miles (11 800 km) - 92 % x Terre

            Température Sirius A : Environ 10 000 C (18 000 F)
            Température Sirius B : Environ 25 000C (45 000F)


            Formation

            Les Pléiades, avec ses milliers d'étoiles, se sont formées il y a entre 75 et 150 millions d'années. Cet amas ouvert fait partie des amas d'étoiles les plus proches de la Terre.

            Certaines simulations informatiques ont démontré que les Pléiades étaient probablement formées à partir d'une configuration compacte qui ressemblait à la nébuleuse d'Orion.

            Toutes les étoiles de l'amas des Pléiades ont une origine commune, elles se sont formées à travers un gigantesque nuage moléculaire de poussière et de gaz. La gravité a rassemblé le gaz et la poussière tourbillonnants et a formé l'amas des Pléiades qui est maintenant dominé par des étoiles bleues et lumineuses très chaudes.


            Les faits

            La première utilisation enregistrée du nom Sirius date du 7ème siècle, lorsque le poète grec Hésiode a mentionné l'étoile dans son poème didactique Travaux et jours.

            Sirius B par rapport à la Terre. Image : Omnidoom 999 sur wikipedia.org

            Sirius a plus de 50 noms et désignations qui s'y rattachent. Dans les astrolabes médiévaux d'Europe occidentale, on l'appelle Alhabor. C'est le nom utilisé par Geoffrey Chaucer dans son Traité de l'Astrolabe, avec l'étoile représentée comme une tête de chien.

            Dans les pays scandinaves, l'étoile est connue sous le nom de torche de Loki, ou Lokabrenna, ce qui signifie littéralement "brûler fait par Loki".

            Les seuls objets dans le ciel plus brillants que Sirius sont la Lune, Vénus, Jupiter et occasionnellement Mercure et Mars.

            Sirius était l'une des étoiles qui ont conduit Edmond Halley à la découverte du mouvement propre parmi les étoiles dites « fixes ». En 1718, Halley compara les données contemporaines aux informations fournies dans les années Ptolémée Almageste et a découvert que les étoiles brillantes Aldebaran en Taureau, Arcturus en Boötes et Sirius s'étaient déplacées de manière significative au cours de la période de 1 800 ans. Sirius avait progressé de 30 minutes d'arc vers le sud depuis l'époque de Ptolémée.

            Sirius a été la première étoile à mesurer sa vitesse. En 1868, Sir William Huggins présuma à tort que l'étoile s'éloignait du Soleil à environ 40 km/s, mais sa conclusion se distingue par l'introduction de l'étude des vitesses radiales des étoiles. Sirius se dirige vraiment vers le système solaire à 7,6 km/s.

            Le Triangle d'Hiver : Procyon (en haut à gauche), Bételgeuse (en haut à droite), Sirius (base). Image : Agence spatiale européenne Hubble, crédit : Akira Fujii

            Avec les étoiles brillantes Procyon dans Canis Minor et Betelgeuse dans la constellation d'Orion, Sirius forme le Triangle d'Hiver, un astérisme familier dans le ciel nocturne, et facile à repérer les soirs d'hiver dans l'hémisphère nord.

            Procyon, Alpha Canis Minoris, est la grande étoile voisine la plus proche de Sirius, située à 5,24 années-lumière dans la constellation Canis Minor.

            Le vaisseau spatial Voyager 2, qui a été lancé en 1977 pour étudier les planètes joviennes de notre système, passera à moins de 4,3 années-lumière de Sirius dans environ 296 000 ans – en supposant que le vaisseau spatial soit toujours là. (Une année-lumière équivaut à près de 10 000 milliards de kilomètres, ou 6 000 milliards de miles.)

            À un moment donné, on pensait que Sirius était membre du Ursa Major Moving Group, une association d'étoiles comprenant la plupart des étoiles les plus brillantes de la constellation Ursa Major, qui partagent une origine commune et un mouvement propre dans l'espace. En 1909, Ejnar Hertzsprung a été le premier à le suggérer après avoir observé les mouvements du système stellaire dans le ciel. Ce n'est qu'en 2003 et 2005 que les analyses ont révélé que cela était peu probable. Les étoiles du Ursa Major Moving Group avaient environ 500 millions d'années et Sirius a environ la moitié de cet âge, et donc trop jeune pour appartenir à l'association.

            Alpha Canis Majoris pourrait plutôt appartenir au superamas Sirius, un superamas proposé qui comprend les étoiles Beta Aurigae dans la constellation Auriga, Alpha Coronae Borealis dans Corona Borealis, Beta Crateris dans Crater, Beta Eridani dans Eridanus et Beta Serpentis dans Serpens.

            Sirius comparé au Soleil. Image : Danilo94 sur wikipedia.org

            Le diamètre de l'étoile primaire, Sirius A, a été mesuré pour la première fois par Robert Hanbury Brown et Richard Q. Twiss à Jodrell Bank en 1959.

            Le premier spectre de Sirius B a été obtenu à l'observatoire du mont Wilson en 1920. La première photographie du compagnon a été prise par le Dr Irving W. Lendenblad de l'observatoire naval américain en 1970.

            La couleur de Sirius a suscité des débats au cours des siècles, car un certain nombre de récits anciens indiquaient que l'étoile était rouge. L'astronome grec Ptolémée était l'un des nombreux à avoir décrit son apparence comme rougeâtre. Vers l'an 150 après JC, il mentionna la couleur rougeâtre de l'étoile, l'incluant avec cinq autres étoiles qui sont toutes connues pour être rouges ou oranges : Antares dans la constellation du Scorpion, Arcturus dans Bo ö tes, Betelgeuse dans Orion, Aldebaran dans le Taureau. , et Pollux en Gémeaux. Sénèque, lui aussi, avait noté que Sirius était d'un rouge plus foncé que Mars. Cependant, en même temps, de nombreux observateurs ont décrit l'étoile comme étant bleue ou blanche.

            Bien qu'il soit possible que les observateurs aient pu décrire l'étoile telle qu'elle apparaît lorsqu'elle est proche de l'horizon, avec sa couleur affectée par l'atmosphère terrestre, il n'y a pas eu une seule explication concluante de l'écart depuis la question de La couleur Sirius a attiré l'attention pour la première fois à la Royal Society en 1760.

            Le scintillement et les changements de couleur de Sirius, qui ont incité certains observateurs à rapporter des observations d'OVNI, peuvent s'expliquer par le fait que l'étoile apparaît souvent bas dans le ciel aux latitudes septentrionales et que sa lumière traverse une longue colonne d'air dans notre atmosphère et est affecté par les changements de température et de densité de l'air avant qu'il n'atteigne les observateurs. Sirius n'est pas la seule étoile affectée par ce phénomène, mais les changements de couleur sont plus visibles car l'étoile est si brillante et apparaît souvent près de l'horizon.


            • Se traduit par une nette accélération vers l'avant de la Lune
            • Déplace la Lune dans un légèrement plus grand orbite

            Le taux de récession lunaire est mesurable à l'aide d'expériences de télémétrie laser qui utilisent des réseaux de rétroréflecteurs laissés sur la Lune par les missions Apollo (Apollo 11, 14 et 15) et deux atterrisseurs soviétiques (Lunakhod 1 et 2). Les télescopes sur Terre font rebondir les faisceaux laser sur les réseaux de réflecteurs et mesurent la distance à la Lune avec une précision millimétrique.

            Le taux de récession lunaire cité est le taux mesuré aujourd'hui. Cependant, soyez prudent si vous utilisez ce nombre pour extrapoler dans le passé ou dans le futur, car le taux dépend d'un certain nombre de facteurs qui rendent le taux de récession réel sur de longues périodes non linéaire.


            Quel est le rayon de marée du système Sirius ? - Astronomie

            Sirius, le septième système stellaire le plus proche, est un binaire visuel contenant l'étoile A1 V à raies métalliques Sirius A, l'étoile la plus brillante du ciel, orbitée sur une période de 50,13 ans par Sirius B, la naine blanche la plus brillante et la plus proche (WD) . À l'aide d'images obtenues sur près de deux décennies avec le télescope spatial Hubble (HST), d'observations photographiques couvrant près de 20 ans et de près de 2 300 mesures historiques remontant au XIXe siècle, nous déterminons des éléments orbitaux précis pour le binaire visuel. Combinés à la parallaxe et au mouvement de la composante A, ces éléments donnent des masses dynamiques de 2,063 +/- 0,023 et 1,018+/- 0,011 ⊙ pour Sirius A et B, respectivement. Notre astrométrie HST précise exclut les troisièmes corps en orbite autour de l'une ou l'autre des étoiles du système, jusqu'à des masses de ∼15-25 . L'emplacement de Sirius B dans le diagramme de Hertzsprung-Russell est en excellent accord avec les trajectoires de refroidissement théoriques pour les WD de sa masse dynamique, et implique un âge de refroidissement de ∼126 Myr. La position de Sirius B sur le plan masse-rayon est également cohérente avec la théorie WD, en supposant un noyau carbone-oxygène. Y compris l'échelle de temps évolutive pré-WD de l'ancêtre supposé, l'âge total de Sirius B est d'environ 228 ± 10 Myr. Nous avons calculé les trajectoires évolutives des étoiles ayant la masse dynamique de Sirius A, en utilisant deux codes indépendants. Nous trouvons nécessaire de supposer une métallicité légèrement subsolaire, d'environ 0,85 , pour ajuster son emplacement sur le plan luminosité-rayon. L'âge de Sirius A basé sur ces modèles est d'environ 237-247 Myr, avec des incertitudes de ±15 Myr, cohérentes avec celle du compagnon WD. Nous discutons des énigmes astrophysiques présentées par le système Sirius, y compris la probabilité que les deux étoiles aient dû interagir dans le passé, même s'il n'y a aucune preuve directe de cela et que l'excentricité orbitale reste élevée.

            Basé en partie sur des observations avec le télescope spatial NASA/ESA Hubble obtenues au Space Telescope Science Institute, et des archives Mikulski pour les télescopes spatiaux à STScI, qui sont exploitées par l'Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., sous la NASA contrat NAS5-26555.


            4. Mesures au sol

            Comme dans le cas de Procyon (voir B15), la détermination des éléments orbitaux pour Sirius est améliorée grâce à l'inclusion d'observations historiques en raison de leur couverture temporelle beaucoup plus longue que celle fournie par le TVH données, et en raison des mesures obtenues à des phases orbitales non observées par TVH. Dans la première sous-section ci-dessous, nous présentons un ensemble d'observations photographiques historiques inédites. Dans la deuxième sous-section, nous nous référons à notre nouvelle compilation critique de toutes les mesures astrométriques au sol publiées de Sirius.

            4.1. Photographie USNO, 1965-1984

            Un programme à long terme d'astrométrie photographique du système Sirius a été lancé en 1965 par I.W.L. 17 en utilisant le réfracteur de 26 pouces de l'USNO à Washington, DC. Ces observations ont utilisé un masque à ouverture hexagonale, ce qui provoque une chute rapide de l'intensité dans certaines directions autour d'une étoile brillante, tout en produisant six "pointes" lumineuses sur d'autres AP (par exemple, Aitken 1935, p. 60 van Albada 1962). Une bonne orientation du masque permet de détecter des compagnons proches qui, autrement, ne seraient pas facilement résolus. En plus du masque hexagonal, un réseau objectif avec des fils extrêmement fins et régulièrement espacés a été ajouté. Cela a produit de bonnes images de premier et de second ordre de l'étoile primaire, qui ont pu être mesurées et utilisées pour localiser son centre de gravité. La figure 2 montre une version numérisée d'une plaque photographique typique de cette série d'observations.

            Figure 2. Image numérisée de Sirius prise à partir d'un scan d'une plaque photographique obtenue avec le réfracteur USNO de 26 pouces. Un masque hexagonal a été utilisé devant l'objectif et orienté pour placer Sirius B entre deux des pointes en bas à droite. Un réseau métallique objectif a également été utilisé, produisant des images de premier et de second ordre de chaque côté du Sirius A surexposé, à partir duquel son centre de gravité peut être déterminé.

            Des expositions traînées ont également été prises sur les mêmes plaques pour définir la direction est-ouest. Les détails des observations et des mesures astrométriques de la séparation et de l'AP sur 56 nuits entre 1965 et 1969 ont été publiés par Lindenblad (1970). Un article ultérieur (Lindenblad 1973) présentait des mesures supplémentaires entre 1969 et 1972. Par la suite, ce programme d'observation s'est poursuivi jusqu'en 1984, mais malheureusement ces plaques n'avaient jamais été mesurées ni les résultats publiés. Pendant cet intervalle, environ 160 observations photographiques utilisables ont été obtenues, sur 66 nuits différentes.

            L'astrométrie de ces plaques a été réalisée par M.S.-M. en les numérisant sur la machine StarScan (Zacharias et al. 2008) de l'USNO. Un algorithme de centroïde a été utilisé pour les images de Sirius A et B, la position moyenne des deux images de premier ordre de A définissant son emplacement. Une échelle de plaque de a été adoptée.

            Ces mesures ont été corrigées de "l'effet Ross" (voir Lindenblad 1970), par lequel les parties noircies des émulsions photographiques sèchent plus rapidement que les non noircies, provoquant une contraction différentielle des parties voisines de l'émulsion. La correction a été déterminée en utilisant des mesures des images de second ordre. Ces images sont suffisamment éloignées du primaire lumineux pour ne pas être perturbées par l'effet Ross. En l'absence de contraction, la distance entre les images de second ordre serait le double de la distance entre les images de premier ordre, et la sortie de cette relation permet le calcul de la correction (van Albada 1962, 1971).

            Le tableau 3 présente les résultats de ces mesures. Les AP sont pour l'équateur de l'époque d'observation.

            Tableau 3. Mesures astrométriques photographiques USNO de 26 pouces de Sirius B par rapport à Sirius A

            Bessélien Positionner Séparation Bessélien Positionner Séparation
            Date Angle a (°) (sec d'arc) Date Angle a (°) (sec d'arc)
            1970.1331 67.63 ± 0.10 11.362 ± 0.015 1976.1460 56.56 ± 0.05 11.214 ± 0.019
            1970.1930 67.52 ± 1.13 11.315 ± 0.230 1976.1591 56.50 ± 0.09 11.205 ± 0.019
            1970.1990 67.80 ± 0.10 11.368 ± 0.030 1976.1840 56.53 ± 0.07 11.217 ± 0.023
            1970.2371 67.33 ± 0.41 11.323 ± 0.040 1976.1949 56.37 ± 0.02 11.193 ± 0.004
            1970.2430 67.29 ± 0.05 11.320 ± 0.024 1976.2390 56.46 ± 0.17 11.225 ± 0.035
            1970.2729 67.22 ± 0.06 11.243 ± 0.009 1976.2610 56.26 ± 0.00 11.200 ± 0.000
            1970.2920 67.46 ± 0.03 11.285 ± 0.032 1976.2629 56.24 ± 0.01 11.178 ± 0.006
            1970.7990 66.21 ± 0.03 11.290 ± 0.005 1976.9670 54.75 ± 0.03 11.086 ± 0.023
            1970.8010 66.34 ± 0.07 11.310 ± 0.010 1977.1290 54.55 ± 0.03 11.060 ± 0.025
            1970.9520 66.05 ± 0.04 11.338 ± 0.007 1977.1510 54.59 ± 0.07 11.065 ± 0.031
            1971.0179 65.95 ± 0.16 11.385 ± 0.027 1977.1780 54.44 ± 0.04 11.055 ± 0.008
            1971.2230 65.62 ± 0.15 11.398 ± 0.036 1977.2410 54.21 ± 0.00 10.967 ± 0.009
            1971.2720 65.49 ± 0.10 11.368 ± 0.027 1977.2679 54.29 ± 0.15 11.026 ± 0.055
            1971.2830 65.34 ± 0.04 11.325 ± 0.014 1977.9940 52.72 ± 0.12 10.879 ± 0.029
            1971.8910 64.41 ± 0.04 11.495 ± 0.006 1978.1470 52.65 ± 0.07 10.858 ± 0.090
            1971.9050 64.29 ± 0.04 11.426 ± 0.006 1978.1500 52.53 ± 0.10 10.828 ± 0.039
            1971.9160 64.24 ± 0.10 11.413 ± 0.016 1978.2130 52.59 ± 0.12 10.620 ± 0.006
            1972.1429 63.83 ± 0.12 11.364 ± 0.014 1979.2310 50.18 ± 0.12 10.517 ± 0.049
            1972.1479 63.88 ± 0.10 11.361 ± 0.014 1979.2450 50.24 ± 0.15 10.568 ± 0.036
            1972.1510 63.79 ± 0.06 11.365 ± 0.015 1979.8390 49.06 ± 0.15 10.446 ± 0.029
            1972.1591 63.97 ± 0.08 11.339 ± 0.027 1979.9100 49.04 ± 0.21 10.545 ± 0.059
            1973.0710 62.19 ± 0.10 11.269 ± 0.022 1980.1680 48.33 ± 0.13 10.327 ± 0.052
            1973.1560 62.04 ± 0.11 11.485 ± 0.028 1980.2220 48.23 ± 0.14 10.295 ± 0.040
            1973.7880 60.70 ± 0.16 11.280 ± 0.033 1980.2390 48.08 ± 0.11 10.285 ± 0.039
            1973.8430 60.82 ± 0.06 11.270 ± 0.025 1981.1180 46.15 ± 0.10 9.993 ± 0.048
            1973.9550 60.62 ± 0.26 11.303 ± 0.074 1981.1230 46.20 ± 0.14 10.007 ± 0.022
            1974.0430 58.56 ± 0.09 11.335 ± 0.022 1981.1370 46.20 ± 0.02 9.992 ± 0.023
            1974.2560 60.12 ± 0.08 11.398 ± 0.041 1981.1560 46.10 ± 0.09 9.987 ± 0.058
            1974.2590 60.08 ± 0.03 11.348 ± 0.015 1981.1591 46.08 ± 0.11 9.955 ± 0.039
            1974.2650 58.46 ± 0.00 11.437 ± 0.000 1981.2740 45.86 ± 0.08 9.985 ± 0.015
            1975.2230 58.30 ± 0.05 11.313 ± 0.016 1981.9860 43.94 ± 0.09 9.704 ± 0.018
            1975.2810 58.04 ± 0.00 11.288 ± 0.000 1982.2729 43.26 ± 0.24 9.563 ± 0.020
            1975.8440 57.02 ± 0.07 11.245 ± 0.006 1984.1899 37.75 ± 0.13 8.790 ± 0.028

            a Référé à l'équateur de la date d'observation.

            4.2. Compilation critique de données historiques, 1862-2016

            Nous avons collecté et examiné de manière critique toutes les mesures publiées du binaire visuel Sirius dont nous avons connaissance (auxquelles nous ajoutons le nouveau TVH et les données de l'USNO présentées dans cet article). Ces données sont discutées dans l'annexe , ainsi que des extraits des versions électroniques complètes associées des tableaux.


            PLANÈTE PLANÈTE

            Le système solaire du trou noir

            Les planètes, c'est un peu mon truc. Mais les trous noirs sont géniaux aussi. Je veux dire, ils peuvent juste vous aspirer dedans… (Je ne m'excuserai jamais pour mes mauvaises blagues !)

            Je veux rapprocher les trous noirs et les planètes. Dans cet article, je présenterai d'abord les trous noirs. Ensuite, nous construirons le système solaire Black Hole. Dans les prochains articles, j'écrirai des articles séparés sur d'autres systèmes planétaires de trous noirs.

            Pour commencer, une question bête : que se passe-t-il lorsque vous lancez une balle en l'air ? Le ballon monte et redescend. Comme mon fils aime le dire, “eh bien, duh !”.

            Mais les humains sont assez mauviettes. Les lanceurs les plus rapides au monde ne peuvent lancer une balle qu'à environ 100 miles par heure. Si vous pouviez lancer une balle en l'air à 25 000 milles à l'heure, elle ne redescendrait jamais. La balle atteindrait la vitesse d'échappement de la Terre (la vitesse d'échappement si vous n'êtes pas dans la brièveté).

            La vitesse de fuite est une mesure de la gravité d'un corps. Gravité plus forte, vitesse d'échappement plus élevée.

            Un lanceur à lancer rapide peut lancer une balle loin d'un astéroïde rocheux d'environ 60 km (40 miles) de diamètre. La vitesse de fuite de l'astéroïde Vesta est de 360 ​​mètres par seconde, soit environ 800 milles à l'heure. La vitesse de fuite de la Lune est de 2,4 kilomètres par seconde, soit environ 5 000 miles par heure. Jupiter a la gravité la plus forte de toutes les planètes du système solaire, avec une vitesse de fuite de 60 km/s (133 000 mph). La vitesse de fuite du Soleil est dix fois plus élevée, 618 km/s. L'étoile naine blanche Sirius B a une vitesse de fuite encore dix fois plus élevée, à 5 200 km/s (plus de 11 millions de miles par heure).

            Ces vitesses d'évasion deviennent terriblement rapides. Quelle est la vitesse d'échappement la plus élevée que vous puissiez imaginer ? Eh bien, rien ne peut aller plus vite que la lumière. Ne serait-il pas sauvage s'il y avait un objet avec une gravité si forte que sa vitesse de fuite était la vitesse de la lumière ?

            C'est ce qu'est un trou noir. Un objet avec tellement de gravité que même la lumière ne peut pas s'échapper.

            Tout objet peut être un trou noir si sa vitesse de fuite est supérieure à la vitesse de la lumière. Vous pouvez transformer n'importe quoi en trou noir en augmentant sa gravité, soit en augmentant sa masse, soit en la réduisant. La gravité d'un objet ne dépend que de deux facteurs : la masse et la taille. Masse plus élevée, gravité plus forte. Plus petite taille, plus forte gravité. Sans changer sa taille, la Terre serait un trou noir si sa masse était 700 millions de fois plus grande (plus de 2000 fois plus massive que le Soleil !). Ou, sans changer sa masse, la Terre serait un trou noir, elle aurait été écrasée à la taille d'un petit caillou. Le Soleil serait un trou noir s'il était écrasé à la taille d'un stade de football. La galaxie entière serait un trou noir si elle était de la taille du système solaire. Vous-même seriez un trou noir si vous étiez écrasé à environ un dix-milliardième de la taille d'un proton.

            La taille d'un trou noir est généralement mesurée par son rayon de Schwartzschild, ou « horizon des événements » 8221. C'était aussi le nom d'un film assez mauvais mais amusant de 1997 avec Laurence Fishburne et Sam Neill. (Note latérale : j'ai un souvenir du personnage de Laurence Fishburne atteignant un trou noir et en tirant quelque chose, mais je ne trouve personne sur Internet pour le corroborer, alors je l'ai peut-être inventé). L'horizon des événements est simplement la distance du centre du trou noir où la vitesse d'échappement est exactement la vitesse de la lumière.

            Une illustration de l'horizon des événements, la distance la plus proche d'un trou noir d'où la lumière peut s'échapper. Crédit : magazine Réponses.

            Il existe deux types de trous noirs que nous connaissons le mieux : les trous noirs stellaires et les trous noirs supermassifs. Des trous noirs stellaires sont ce que vous obtenez si vous écrasez une étoile. Cela se produit lorsqu'une étoile suffisamment massive s'effondre sur elle-même. Lorsque la gravité de l'étoile prend le dessus et se replie sur elle-même sans rien à repousser.

            Dans une étoile normale, la gravité est équilibrée par la pression générée par la fusion. Au fur et à mesure qu'une étoile évolue, elle finit par manquer de carburant pour la fusion. Rien n'empêche alors l'étoile de s'effondrer sur elle-même. Lorsque les étoiles massives s'effondrent, elles déclenchent une supernova. Le centre de l'étoile ne cesse de s'effondrer sur lui-même et se transforme en étoile à neutrons ou en trou noir.

            Chemins évolutifs stellaires. Seules les étoiles très massives deviennent des supernovas et peuvent devenir des trous noirs. De ce site Web.

            Trous noirs supermassifs se cachent au centre des galaxies et des amas de galaxies. Ils sont des millions à des milliards de fois plus massifs que le Soleil. Notre propre Voie Lactée a un trou noir d'environ 4 millions de Soleils. Nous pensons que les trous noirs supermassifs sont issus de trous noirs stellaires. Les trous noirs stellaires qui se forment dans les grandes galaxies dévorent les étoiles voisines, le gaz et d'autres trous noirs et coulent au centre de la galaxie. Des trous noirs cannibalisés supermassifs ! Cela s'est probablement produit très tôt dans l'histoire de l'Univers, car même des galaxies extrêmement éloignées montrent des signes d'avoir des trous noirs supermassifs.

            Il existe d'autres types de trous noirs. Un très dense globulaire des amas d'étoiles montrent des preuves d'un trou noir de masse intermédiaire d'environ 1000 Soleils. D'autres objets astronomiques peuvent également avoir des trous noirs dans cette gamme, et les théories s'attendent à ce qu'ils existent, mais ils sont difficiles à trouver.

            Maintenant, reconstruisons notre système solaire avec un trou noir.

            Une expérience de pensée courante dans les cours de physique consiste à imaginer que le Soleil a été remplacé par un trou noir d'exactement la même masse. Qu'est-ce qui changerait ? La réponse est que rien ne changerait en ce qui concerne les orbites des planètes. Tout ce qui importe aux orbites, c'est la masse, et le trou noir a la même masse que le Soleil. Mais je pense que nous manquerions tous le soleil assez rapidement pour d'autres raisons…

            En ajoutant un trou noir au système solaire, nous traitons essentiellement le trou noir comme de la matière noire. C'est-à-dire une masse supplémentaire qui ne fournit aucune lumière. Mais nous avons toujours besoin de lumière car nous voulons maintenir l'habitabilité de la Terre.

            Le moyen le plus simple d'y parvenir est de remplacer le Soleil par un système binaire trou noir-Soleil. Notre seul véritable choix est la masse du trou noir. Pour simplifier, utilisons un trou noir qui a la même masse que le Soleil. Nous allons mettre le Soleil et le trou noir sur une orbite proche. Disons, une orbite avec un diamètre de 0,1 unité astronomique (demi-grand axe 0,05 UA). C'est assez gros pour éviter tout ce qui est bizarre.

            Le Soleil et le trou noir orbitent tous les 2,9 jours. Les orbites des planètes ne changent pas sensiblement. En maintenant les mêmes distances orbitales, ils orbitent un peu plus vite pour compenser la masse totale plus importante du « Soleil ». Une année sur Terre passe de 365 jours à 258. En dehors de cela, il y a peu de changement (détail technique : ce qu'on appelle séculier les fréquences liées aux oscillations à long terme dans les orbites des planètes seraient affectées).

            La distance Terre-Soleil a maintenant une modulation supplémentaire. Sur une durée de 2,9 jours, le Soleil et le trou noir complètent une orbite. Cela fait osciller la distance Terre-Soleil entre 95% et 105% de sa valeur moyenne. La quantité d'énergie reçue par la Terre oscille entre 90 % et 110 % de sa moyenne tous les 2,9 jours. C'est une différence de 20% entre les extrêmes de l'énergie reçue entre les approches les plus proches et les plus éloignées de la Terre. C'est comme rebondir entre New York et Miami et revenir tous les 2,9 jours. L'énergie moyenne reçue sur l'orbite terrestre ne changerait pas de manière appréciable.

            Que se passe-t-il lorsque le trou noir passe devant le Soleil ? Vu de la Terre, le trou noir passe devant le Soleil une fois 3 jours sur chaque orbite Soleil-trou noir. Il faut environ 3 minutes au trou noir pour traverser le Soleil.

            Il s'avère qu'il ne se passe pas grand-chose. Le trou noir lui-même est minuscule – son horizon des événements ne fait que 6 km de diamètre, soit environ un millième de la taille de la Terre. Le trou noir bloque environ un dix-milliardième de la lumière du Soleil.

            La gravité du trou noir courbe une partie de la lumière qui passe près de lui, mais pas de beaucoup. C'est ce qu'on appelle la lentille gravitationnelle. Cela peut rendre la vie plus intéressante dans les systèmes avec des trous noirs plus massifs, et nous y reviendrons dans des articles ultérieurs. Dans ce cas, c'est minime.


            Culture et mythologie

            Pour les Grecs de l'Antiquité, le lever héliaque de l'étoile (s'élevant au-dessus de l'horizon à l'aube après une période d'invisibilité) marquait les «jours canins de l'été». Ils offriraient des sacrifices pour atténuer les effets des étoiles, que l'on croyait considérables, de la mort des plantes à la mort des gens. Si Sirius se levait clairement, cela annonçait une saison de bonne fortune, mais si elle se levait faible ou faible, les Grecs croyaient qu'elle apportait la peste. L'étendue de l'importance de Sirius sur l'île égéenne de Kea (Ceos) a été confirmée par les pièces de monnaie découvertes sur l'île, qui remontent au 3ème siècle avant notre ère. Ils présentaient des représentations de chiens ou d'étoiles avec des rayons.

            Les Romains offraient également des sacrifices aux dieux le jour du lever héliaque de Sirius. Ils sacrifieraient un chien et feraient une offrande de vin, de mouton et d'encens à la déesse Robigo afin que l'étoile ne provoque pas la ruée du blé sur leurs récoltes.

            Sirius est associé aux chiens dans de nombreuses cultures. La constellation Canis Major est généralement représentée comme l'un des chiens suivant Orion, le Chasseur (l'autre étant Canis Minor). Les Grecs croyaient que l'étoile pouvait affecter les chiens et les faire se comporter bizarrement au plus fort de l'été. Dans la Rome antique, les « jours canins de l'été » étaient connus sous le nom de meurt caniculaires et Sirius lui-même était connu comme Canicule, ce qui signifie “petit chien.”

            Les peuples amérindiens d'Amérique du Nord associaient également l'étoile aux chiens. Les Pieds-Noirs le connaissaient sous le nom de « visage de chien », les Inuits du détroit de Béring l'appelaient « chien de la lune », les Seri et les Tohono Oʼodham l'associaient à un chien suivant les moutons, la tribu Pawnee Wolf l'appelait le "Wolf Star", tandis que d'autres Pawnee du Nebraska utilisaient le nom "Coyote Star", et les Cherokee connaissaient Sirius et Antares en tant que chien-gardien gardant le "Path of Souls".

            Dans l'Egypte ancienne, le lever héliaque de l'étoile coïncidait avec la crue du Nil. Parce que l'étoile a un lever héliaque extraordinairement régulier, avec une période de 365,25 jours, presque égale à l'année solaire, c'était important pour les Égyptiens, en partie à cause du moment erratique du déluge. Le lever héliaque se produit le 19 juillet au Caire, juste avant le solstice d'été et les inondations. En Égypte, l'étoile était associée à Sopdet (connue sous le nom de Sothis chez les Grecs), qui était vénérée comme une déesse de la fertilité apportée au sol par le déluge annuel. Le calendrier civil égyptien – qui comprenait trois saisons de 120 jours et un mois intercalaire de cinq jours pour un total de 365 jours – reflétait l'importance de Sirius. L'étoile montante a coïncidé avec Mesori, le mois connu sous le nom d'"Opener of the Year".

            Dans les anciens contes persans et dans le zoroastrisme, Sirius était connu sous le nom de Tishtrya, la divinité qui combattit le démon de la sécheresse et apporta pluie et fertilité.

            En Polynésie, Sirius était une étoile importante dans la navigation autour des nombreuses îles et atolls du Pacifique. La star a également annoncé l'hiver. Les anciens Polynésiens utilisaient des étoiles brillantes comme marqueurs de latitude et Sirius leur était très utile car sa déclinaison correspond à la latitude de l'archipel des Fidji à 17°S, ce qui signifie que l'étoile se déplace directement au-dessus des îles chaque nuit.

            Les anciens Polynésiens considéraient Sirius comme faisant partie de Manu, une constellation de « Grands Oiseaux ». Les étoiles brillantes Canopus et Procyon représentaient les extrémités des ailes sud et nord de l'oiseau. La constellation de Manu a divisé le ciel nocturne en deux hémisphères.

            Les habitants des îles polynésiennes avaient de nombreux noms différents pour Sirius. À Hawaï, le point culminant de l'étoile dans le ciel au solstice d'hiver était célébré chaque année et l'étoile était connue sous le nom de Ka’ulua, ce qui signifie “la reine du ciel.” Le peuple hawaïen connaissait l'étoile comme Kaulua-ihai-mohai, ou “la fleur des cieux”, Kaulua-lena ou “étoile jaune”, Aa (“brillant”) et Kau-ano-meha signifiant “debout-seul-et-sacré.”

            En Nouvelle-Zélande, Sirius était connu sous le nom de Rehua. Aux Marquises, on l'appelait Tau-ua, et à Pukapuka, il était connu sous le nom Tokiva.

            Le peuple maori de Nouvelle-Zélande appelé l'étoile Takurua. Sirius marquait le début de l'hiver et les Maoris portaient le même nom pour le deuxième mois de leur calendrier lunaire, correspondant à peu près à juillet (hiver de l'hémisphère sud).

            Le peuple Boorong du nord-ouest de Victoria en Australie a appelé l'étoile Warepil. Dans la tradition locale, Warepil était le frère de Guerre (Canopus), qui a introduit le feu dans l'humanité. Warepil était associé à l'aigle à queue cunéiforme, le chef des anciens spirituels qui ont créé la terre et ont été les premiers à l'habiter.

            Sirius est l'une des 27 étoiles représentant les unités fédératives brésiliennes sur le drapeau du Brésil. Il représente l'état du Mato Grosso.

            Sirius était associé à un arc et des flèches dans certaines cultures anciennes. Les Chinois ont représenté les étoiles de Canis Major et Puppis comme un grand arc et une flèche, avec la pointe de la flèche pointée vers Sirius, représentant un loup. Les Perses connaissaient l'étoile sous le nom de Tir et elle était représentée comme une flèche. Au complexe du temple de Dendérah en Égypte, le temple dédié à la déesse Hathor comportait une représentation de la déesse Satet dessinant une flèche à Hathor (Sirius).

            Sirius a été référencé dans d'innombrables œuvres de fiction au cours des siècles. Il est mentionné dans les œuvres d'Homère, Dante, John Milton, John Dryden, Voltaire, Alfred Lord Tennyson, J. R. R. Tolkien et de nombreux autres écrivains classiques et contemporains. Il a été largement utilisé dans de nombreux ouvrages de science-fiction, entre autres dans le livre d'Isaac Asimov. Fondation série (1942 – 1993), Eric Frank Russell Guêpe (1957), Edmund Cooper's Graine de Lumière (1959), Jack Vance Opéra de l'espace (1965), Frederik Pohl L'âge du pied de chatte (1969), Douglas Adams Le Guide du voyageur galactique (1979), Doris Lessing Les expériences siriennes (1980), Yoshiki Tanaka Légende des héros galactiques (1982), Arthur C. Clarke Les chants de la Terre lointaine (1986) et celle de Peter F. Hamilton Route du Grand Nord (2012).

            Sirius est également associé à diverses croyances ésotériques. En théosophie, on pense que l'étoile est la réceptrice de l'énergie spirituelle des sept rayons primitifs (anges ou dieux), transmise par les sept étoiles des Pléiades d'abord aux sept étoiles brillantes de la Grande Ourse, puis à Sirius. L'énergie est ensuite envoyée au Seigneur Sanat Kumara (seigneur ou régent de l'humanité) via le Soleil puis à travers les sept Maîtres de l'Ancienne Sagesse (êtres éveillés aussi appelés les Frères Aînés de la Race Humaine) à la race humaine.

            Les Sérères d'Afrique de l'Ouest (Sénégal, nord de la Gambie et sud de la Mauritanie) appellent Sirius Yoonir. L'étoile a une importance exceptionnelle dans leur cosmologie religieuse et représente l'univers, la transcendance et le signe de la divinité suprême (Roog), ainsi que les humains sur Terre. L'étoile annonce le début des inondations et permet aux agriculteurs sérères de commencer à planter des graines.

            Dans l'astrologie médiévale, Sirius était l'une des 15 étoiles fixes béhéniennes, qui étaient considérées comme une source de pouvoir magique et associées aux plantes et aux pierres précieuses utilisées dans les rituels pour faire ressortir le pouvoir de l'étoile. Sirius was associated with beryl and juniper, and linked with the planet Venus.

            Sirius and the Dogon

            The Dogon people in Mali, West Africa worshipped the Nommo, ancestral spirits, who they believed inhabited a planet orbiting Sirius. Le livre The Sirius Mystery (1976) by Robert K. G. Temple brought Dogon beliefs into the spotlight, proposing that their knowledge of astronomy could only be explained if they had obtained it from an extraterrestrial race. Temple associated these hypothetical aliens to the myth of the Nommos.

            However, he was not the first to take interest in the Dogon belief system. French anthropologist Marcel Griaule studied the tribe between 1931 and 1956 and reported that they believed that Sirius had two companion stars and that one of these stars had an orbital cycle of 50 years. Since Sirius B is invisible to the naked eye and it was not until 1844 that its existence was even inferred, the Dogons’ knowledge of it was a mystery. Temple’s theory, however, was disputed by several authorities who pointed out that the tribe could have gained the knowledge from a group of astronomers who had visited their territory to study the solar eclipse that occurred on April 16, 1893. In an article published in Current Anthropology in 1991, anthropologist Walter van Beek, who had also studied the Dogon, reported that members of the tribe disagreed on which star it was that they referred to as sigu tolo, but that they agreed that they had heard about it from Griaule.

            The Dogon mystery was used or referenced in a number of works of fiction, including Philip K. Dick’s V.A.L.I.S. (1981), Tom Robbins’ Half Asleep in Frog Pajamas (1994), Ian Douglas’ Battlespace (the second book in the Legacy Trilogy, published in 2006), and Grant Morrison’s The Invisibles comic book series (1994-2000).


            What is the tidal radius of the Sirius system? - Astronomie

            I hear that astronomers don't make a lot of money. What is the salary like?

            According to the American Institute of Physics the average salary for a Physics PhD. was about $78,000 in 2000. A post-doc right out of graduate school is about $36,000 a year in physics. Salaries for astronomers are comparable.

            2005 Update by Karen. In 2004, the equivalent numbers were a typical salary of $60,000-$100,000 for a Physics PhD, and typical salary $35,000-$42,000 for a post-doc right out of graduate school. You can find these numbers yourself on the AIP statistics website, where they should be updated once a year.

            2015 Update by Ann. As Karen noted, the American Institute of Physics posts comprehensive data on salaries for physics-related careers. Using data from graduates in 2010, 2011, and 2012, they found that a person with an undergraduate (bachelor's) degree in astronomy would typically earn between about $28,000 and $58,000 as a starting salary many of these graduates, though, are likely working in fields outside of astronomy. For post-docs right out of graduate school, astronomy PhDs typically make between $45,00 and $68,000. As you can see, that's a bit of an increase from when Karen checked the data in 2005.

            In other words, if your plan is to become a rich astronomer, you should probably reconsider. If you're a smart person, you can make a lot more money in another career that is just as challenging and interesting as astronomy. The only reason to do astronomy is because you're totally in love with it. If you aren't, you'll be miserable . . . and you won't have a lot of money to console yourself.

            Page last updated on June 19, 2015.

            A propos de l'auteur

            Britt Scharringhausen

            Britt étudie les anneaux de Saturne. Elle a obtenu son doctorat à Cornell en 2006 et est maintenant professeure au Beloit College dans le Wisconson.


            Voir la vidéo: Comment se forment les marées? (Juillet 2021).