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Physique chimie – Corrigé bac 2020 Polynésie remplacement – Exercice 3 Exercice 3 : Détection d’exoplanète - Durée conseillée : 55 min L’observation des astres lointains comme les exoplanètes s’améliore. Dans la plupart des cas, le recours à une méthode indirecte est nécessaire. Des méthodes de détection directe sont aujourd’hui
Physique chimie – Corrigé bac 2020 Polynésie remplacement – Exercice 3 Exercice 3 : Détection d’exoplanète - Durée conseillée : 55 min L’observation des astres lointains comme les exoplanètes s’améliore. Dans la plupart des cas, le recours à une méthode indirecte est nécessaire. Des méthodes de détection directe sont aujourd’hui cependant possibles grâce à l’utilisation de l’optique adaptative. En effet cette technique permet de corriger les déformations des images dues aux perturbations atmosphériques. Première partie : nécessité de l’optique adaptative Les photographies de planètes tournant autour d’autres étoiles que le Soleil sont rares en raison de leur extraordinaire éloignement qui les rend pour la plupart invisibles à nos yeux, même avec les plus puissants télescopes du monde. En Arizona, le Large Binocular Telescope (LBT) a fourni une image inédite du système de l’étoile HR 8799. Ce dernier, situé à 130 années-lumière de la Terre dans la constellation de Pégase, compte au moins quatre planètes, la plus proche de l’étoile HR 8799 étant à une distance de 24 unités astronomiques de celle-ci. Ces astres ont pu être observés relativement facilement car ils sont presque aussi lumineux en infrarouge que l’étoile qui les éclaire et ont une taille plus grande que celle de Jupiter. Existe-t-il, autour de l’étoile HR 8799, d’autres planètes plus petites, plus proches de leur étoile et de plus faible signature infrarouge, comme la Terre, Vénus ou Mars ? D’après un article de la revue Sciences et vie Données : Tache d’Airy • Une unité astronomique vaut 150∗109 𝑚 • Une année de lumière vaut 9,5∗1015 𝑚 • Célérité de la lumière dans le vide : supposée connue du candidat L’image d’un point donnée par un instrument d’optique n’est pas un point, mais une tache entourée d’anneaux (voir ci-contre). Cette figure est appelée tache d’Airy. 1.1) Comment appelle-t-on ce phénomène ? Quels sont les paramètres qui influent sur ce phénomène ? C’est le phénomène de diffraction de la lumière. Les paramètres sont : la taille de l’ouverture du télescope et la longueur d’onde émise par l’objet céleste. 1.2) À partir des données de l’énoncé, calculer l’angle 𝜽 entre les directions d’observation de l’étoile HR 8799 et de sa planète la plus proche, schématisées ci-contre. D’après l’énoncé, la distance œil-étoile (côté adjacent à 𝜃) vaut 130 𝑎.𝑙. et la distance planète-étoile (côté opposé à 𝜃) vaut 24 𝑈𝐴. Or, 1 𝑎.𝑙.=9,5∗1015 𝑚 → 𝑑 = 130 𝑎.𝑙.= 130∗9,5∗1015 𝑚 =