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Séjour Star Finder du 19 au 26 juillet 2020

Nous partons à la découverte de l'univers, et plus précisément des exoplanètes ! Et nous allons essayer de les détecter ! Voir descriptif détaillé

Séjour Star Finder du 19 au 26 juillet 2020

Nous partons à la découverte de l'univers, et plus précisément des exoplanètes ! Et nous allons essayer de les détecter ! Voir descriptif détaillé

12 jeunes de 7 à 16 ans
Des voyages scientifiques qui changent le monde
Des aventures hors du commun, des projets réels pour le développement durable

Introduction

Pendant une semaine, ou deux pour certains, nous allons découvrir les étapes de la démarche scientifique menant à la détection de la présence d’une exoplanète. Nous irons à l’observatoire de Saint-Luc, et nous expérimenterons depuis le centre. L’astronomie étant un vaste domaine, nous aborderons bien d’autres sujets, comme nous repérer dans le ciel ou la manipulation des télescopes. Et bien sûr, tous le reste, comme les veillées, les grands jeux et les bivouacs sous les étoiles !

Le Journal de Bord

Lundi 20 juillet, présentation et prise en main des systèmes d’observation par Katherine et Léon

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D’abord les animateurs nous ont expliqué la différence entre un télescope et une lunette.
- Pour un télescope, la lumière entre, puis est réfléchie sur un miroir qui renvoie la lumière pour qu’on puisse la voir à l’aide d’un oculaire. On peut ensuite régler la netteté grâce à la course (ou molette) de mise au point situé sur l’oculaire. (L’image sur l’un des télescopes avec lequel on a observé était renversée)
- Pour une lunette, la lumière entre dans la lunette puis elle passe par une série de lentilles bombées (convexes), ensuite on arrive à la percevoir grâce au système oculaire / course de mis au point.
Remarque : dans le télescope on voit l’image du même côté que celui d’où la lumière rentre contrairement à la lunette où on voit l’image de l’autre côté que celui où la lumière entre.
Puis, on a appris à manipuler les télescopes et les lunettes dehors en observant la montagne en face et en faisant bien attention de ne pas regarder le soleil avec les télescopes et les lunettes. On a pu voir plein de choses : des télésièges, des maisons et même une personne qui se promenait.
Ensuite, on a dû trouver à l’aide des lunettes/télescopes un message laissé par des extraterrestres. On y lisait « Bonjour, nous venons en paix ».

Un peu plus tard après le goûter (des biscuits) :
On est allé se promener en montagne. On a beaucoup discuté, notamment des dahus. Pour la descente on a fait la course sur les pistes de ski. On a mis 5 minutes.





Lundi 20 juillet, Nuit d’observation par Hazem, Gaël et Raphael

Observation du ciel
Dans la nuit du 20 au 21 Juillet, nous avons eu l’occasion d’observer le ciel suisse dans sa splendeur la plus totale.

Carte des constellations {JPEG}Pour l’observation, nous avons utilisé des lunettes astronomiques et des télescopes de type Newton, équipés de montures équatoriales. Certains ont fait de de l’imagerie avec un télescope de diamètre 200 mm et de focal 1000mm. Nous avons utilisé une caméra (de modèle ZWO ASI178MM-COOL) et une monture équatoriale motorisée. La plupart des personnes ont recherché des constellations (le Scorpion, la Grande Ourse, la Vierge, l’Aigle, les Chiens de chasse et la Couronne Boréale). Pendant cette soirée nous avons eu la chance d’observer la comète C/2020 F3 NEOWISE.
Vers 1h du matin nous n’étions plus beaucoup, et nous avions enlevé la caméra du télescope pour mettre un oculaire de focale 5 mm dessus (pour voir plus gros). Nous avons observé Jupiter, son ouragan et ses lunes. Ensuite, nous avons observé Saturne et ses anneaux. Nous avons utilisé une carte du ciel pour retrouver les constellation. Pour la régler, il faut mettre votre heure locale et soustraire 2 heures en Eté et il faut soustraire 1 heure en Hiver : Puis regardez au dessus de votre tête en pointant le pôle Nord.

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Lundi 20 juillet, Utilisation du simulateur d’espace Stellarium, par Etan et Théo

I. Stellarium est un logiciel de
simulation spatial, répertoriant des
nébuleuses, des constellations, de multiples galaxies et
objets du ciel profond. Ce logiciel vous affiche
ce que vous voulez

II. Grace à ces fonction, nous pouvons voir des corps
célestes, galaxies et autres objets spatials que nous ne
pouvons pas voir avec certaines lunettes ou télescopes.

III. Quand nous pointons une étoile, galaxies…
stellarium nous donnes toutes les information
nécessaires. Nous pouvons observer les constellations
avec précision.

VI. Andromède (M31) est une galaxie de type spirale avec une magnitude de 3,44 se situant à
2,55 millions d’années lumière du soleil.
Nous pouvons l’observer entre 20h 07 et 6h22
Elle se situe dans sa propre constellation, Andromède.

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Mardi 21 juillet, traitement des images par Thomas et Olivia

Après l’acquisition des images de la galaxie M51 (30x 60 secondes de pose + 11x darks ( = images prises avec le cache )) lundi soir, nous sommes passés au traitement des photos mardi après-midi.

Dark





Pour cela, nous avons utilisé le logiciel Siril qui nous permet d’aligner et d’empiler les différentes images.
Nous avons commencé par empiler des images darks pour en faire une moyenne, appelée le master dark. Ils nous permettront par la suite de soustraire le bruit de l’image finale, le bruit qui se caractérise par du grain sur notre photo. Il est dû au fonctionnement de la caméra qui crée une information parasite pour le capteur.







Nous sommes passés à l’alignement des images brutes : afin de compenser la rotation de la Terre, le télescope est monté sur une monture équatoriale que l’on aligne sur l’axe de rotation de la Terre ( l’étoile polaire ), cette étape s’appelle la mise en station. Mais nous n’avons pas de précision assez grande, ce qui crée un micro décalage entre chaque images.
Néanmoins le logiciel Siril nous permet de corriger cette erreur : pour cela nous choisissons une étoile sur la photo que le logiciel repère sur les autres images afin de les aligner entre elles.


Une fois cette étape terminée, nous pouvons soustraire notre master dark de chaque images alignées que nous empileront par la suite.
Cela donne l’image finale :

Image brute

Image finale

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M 51
La galaxie des chiens de chasse avec une rapide retouche cosmétique



En parallèle de l’activité traitement d’images certains d’entre nous ont inventé et créé un jeu des 7 familles des constellations en s’aidant de Stellarium, quelques feutres, papier, carton, et de leur 10 doigts :-)

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Mardi 21 juillet, soirée au Planetarium, par Alexis et Marlon

I / Qu’est-ce que le planétarium ?
C’est un bâtiment dans St-Luc qui permet à plusieurs personnes de voir l’espace.

II / Comment cela fonctionne-t-il ?
Le responsable, Michael, gère un ordinateur. Cet ordinateur est relié à un projecteur qui envoie l’image sur une grande coupelle horizontale circulaire afin que chacun puisse voir ce qui est montré. Nous pouvions voir des images ou vidéos enregistrées, mais aussi l’espacesimulé et représenté grâce au logiciel Stellarium.

III / Qu’est-ce qui nous a été présenté ?
Galaxies : Andromède, M51, M43, M42, Voie Lactée

Nébuleuses : Tarentule, Croissant

Planètes : Saturne, Jupiter
On voyait bien les détails, notamment dans les anneaux de Saturne et au niveau des différentes couleurs de Jupiter. On a également vu des images de comète s’étant écrasée sur Jupiter, formant pendant quelques jours des tâches noires bien visibles.

Amas d’étoiles

Supernova

Télescopes : Futur plus grand télescope (modèle 3D) « ELT », observatoire d’Hawaï, observatoire du Chili

Simulation de collision de galaxies : Andromède et Voie Lactée
C’était plutôt réaliste d’après certains critères observés réellement. On voyait l’apparition de queues de marée après la collision (c’est comme si deux cordes de 10 cm s’entrechoquaient sur 5 cm et que le reste de la corde à l’impact se pliait pour former un arc de cercle) .

Satellite : Hubble
On nous a appris qu’à sa prochaine panne, il ne sera plus possible de le réparer.

Sondes : New Horizons (dans l’espace), Curiosity (sur Mars)
Ainsi que des explications sur leur fonctionnement. New Horizons est la sonde qui approche de Pluton.

Constellations : Ophiuchus, Cygne, Aigle, Bouvier, Boussole, Hercule, Petite Ourse, Machine pneumatique …
Et différentes explications mythologiques sur les noms des constellations.

IV / Nos avis

- C’était super cool on a pu voir des image dans une coupelle du coup on était couché. Par contre a la fin j’ai crevé de chaud.
- Marlon

- La soirée au Planétarium fut très agréable (et confortable, en plus). Cela dura environ deux heures, où nous vîmes des images magnifiques ainsi que des vidéos très intéressantes, notamment une simulation réaliste de collision de galaxies. J’ai vraiment apprécié le fait que l’on ai pu voir autant de choses, d’autant plus que les explications de Michael étaient très intéressantes.
- Alexis

Carte des constellations {JPEG}

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Mercredi 22 juillet

Le matin, nous avons pris notre temps et nous avons récupéré de la veille.
L’après-midi, nous avons détaillé avec les éducateurs les méthode de détection d’exoplanète, notamment grâce au site de la NASA. Nous avons appuyé sur la méthode des transits, car c’est celle que nous utilisons.

Ensuite, les participants ont découvert les effets de la gravitation à deux corps, l’effet doppler, et les lentilles gravitationnelles. C’était un moment très intense pour de jeunes physiciens : les participants font appel à leur compréhension des conceptions corpusculaires et ondulatoires de la lumière.
Le soir, le temps était à la pluie, et malgré toutes les prières de nos éducateurs, l’observation du ciel fut compromise. La soirée se déroula donc dans le calme, dans une atmosphère de chalet, autour d’un loup garou, d’un dixit ou d’un trivial poursuit (édition 1984 !).

Jeudi 23 juillet

Le jeudi matin, bien reposés, nous nous sommes remis devant nos postes de commande et, grâce à l’Exoplanet Transit Database (http://var2.astro.cz/ETD/predictions.php), nous avons choisi méticuleusement les exoplanètes que nous pourrions observer pendant notre nuit à l’observatoire du vendredi.

Les participants doivent alors apprendre à se repérer et à déchiffrer les informations scientifiques qui leur sont données : Nom de l’étoile, nom de la planète, durée du transit, coordonnées azimutales de l’astre (Ascension Droite et Déclinaison), magnitude, etc. Et ce n’est pas une mince affaire car, comprendre tous ces concepts est un véritable travail de scientifique !

Enfin, grâce au logiciel Stellarium, nous avons simulé depuis notre position les quelques transits sélectionnés, et nous avons choisi aussi d’autres astres que nous aimerions observer.
Jeudi après-midi s’en est suivi une discussion sur la vie dans l’univers. Nous nous sommes posés ensemble la question suivante : « Quelles conditions le hasard doit-il réunir pour que la vie puisse émerger dans l’univers ? ». En y répondant et en comparant les exoplanètes que nous souhaitions observer avec notre terre, et leurs étoiles respectives avec notre soleil, nous sommes forcé de constater que les chances pour qu’elles abritent de la vie sont très faible.



Nous avons ensuite préparé nos affaires pour le bivouac : check ! Nous allons chercher du bois car il y en a peu (voir pas du tout) au lac noir où nous avons prévu de faire un feu de camp.



Au programme de cette soirée : baignade dans le lac noir, ascension du schwarzhorn pour les plus courageux, quelques parties de Tarot, création des piques qui serviront à cuire nos mach-mallow et nos cervelas. On a eu la chance de voir la lune se lever à plus de 2700m d’altitude et grâce à une petite lunette que l’on a réussi à emmener, on parvint à observer un très beau Renard, aussi en train de souper, un poisson d’une taille généreuse.
Les participants ont décidé qu’ils ne dormiront pas dehors à cause de la météo (une jolie pluie étant prévu dès 6h du matin). Les frontales à moitié éteintes, nous redescendîmes donc de nuit, silencieusement et par temps clair.








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Vendredi 24 juillet

Vendredi matin, après un repos bien mérité, il nous reste un peu de temps pour approfondir nos connaissances en optique géométrique sur le fonctionnement des lunettes et des télescopes. Nous sommes parvenus à établir l’expression du grossissement, le rapport des distances focales entre le miroir primaire et l’oculaire.
Pendant ce temps, un autre groupe était chargé d’imaginer et de dessiner une vie extraterrestre avec son environnement. L’enjeu est évidemment d’essayer de se détacher de nos schémas anthropocentriques pour imaginer une forme de vie intelligente non humanoïde !
Vendredi après-midi, retour sur terre : on se demande quels seraient les obstacles majeurs d’un voyage dans l’espace. Nous avons abordé la propulsion et la direction dans l’espace, les effets relativistes de la masse sur un objet approchant la vitesse de la lumière, les risques de collision, etc. Plus important encore, après un rapide calcul des distances, nous nous sommes rendu compte que la première étoile la plus proche se situe à quelques dizaines de milliers d’année de voyage de la terre.
Conclusion : il ne faut pas imaginer que l’humanité pourra se sortir de cette crise environnementale en conquérant l’espace ! C’est une question d’ordre de grandeur et de bon sens ! Il nous faut préserver à tout pris notre Terre car, la prochaine, s’il en existe une autre, pourrait bien se trouver aux confins de la galaxie.
Vendredi soir, nous sommes montés à l’observatoire, malheureusement le temps est couvert. Mais nous avons eu la chance de discuter avec José, astrophysicien et astronome passionné. Il nous a montré le télescope de l’observatoire, nous a parlé de sa vie de chercheur et nous a sensibilisé aux questions de pollution lumineuse. « C’est simple », dit-il, « il n’y a absolument aucune raison de laisser les lumières de la ville allumées la nuit ». Hé oui ! il n’y a pas moins d’accident de la route et pas moins de criminalité la lumière allumée, alors pourquoi ? « Peut-être, dit-il, le maire de Chandolin a-t-il peur du noir, ou peut-être le distributeur d’électricité exerce-t-il une pression sur la commune… »

Samedi 26 juillet

Le samedi, c’est le jour de la retransmission. Le principe est de revoir ce que nous avons exploré pendant la semaine, et de préparer comment l’expliquer aux autres. Tout le monde s’y est mis de bon cœur ! La retransmission s’est bien passé et les participants ont été fiers de leur jeu d’acteur et de scientifique, et pour cause, on s’y croiyait !
Samedi soir c’est…La boom ! Après la remise des Oscars où ont été récompensés les meilleurs talents, les passionnés, les somnambules, les explorateurs, et les meilleurs duos, il y eut une soirée dansante rythmée par l’équipe d’animation. Au programme, des classiques du rock, de la country, de la pop et bien sûr, « astronomia », la musique du moment.

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