ASTROPHYSIQUE: OBJET D'ÉTUDE, HISTOIRE, THÉORIES, BRANCHES - ARTE - 2025

L' astrophysique est chargée de combiner les approches de la physique et de la chimie pour analyser et expliquer tous les corps dans l'espace comme les étoiles, les planètes, les galaxies, etc. Il apparaît comme une branche de l'astronomie et fait partie des sciences liées à l'étude de l'Univers.

Une partie de l'objet de l'étude est liée à la recherche de la compréhension de l'origine de la vie dans l'Univers et de la fonction ou du rôle des êtres humains en son sein. Par exemple, essayez de découvrir comment les environnements présentant des conditions favorables au développement de la vie se développent au sein d'un système planétaire.

L'astrophysique étudie les objets dans l'espace en fonction de leur structure et de leur composition chimique et physique. Le spectre électromagnétique est votre principale source d'informations. Image par WikiImages de Pixabay

Objet d'étude

L'astrophysique a pour objet d'étude d'expliquer l'origine et la nature des corps astronomiques. Certains des facteurs examinés sont la densité, la température, la composition chimique et la luminosité.

Cette branche de l'astronomie utilise le spectre électromagnétique comme principale source d'information pour tout objectif astronomique dans l'univers. Les planètes, les étoiles et les galaxies sont étudiées, entre autres. Aujourd'hui, en plus, il se concentre sur des cibles plus complexes ou distantes comme les trous noirs, la matière noire ou l'énergie noire.

Une grande partie de la technologie moderne mise en œuvre dans l'approche astrophysique permet d'obtenir des informations grâce à la lumière. Avec l'étude du spectre électromagnétique, cette discipline est capable d'étudier et de connaître les corps astronomiques visibles et invisibles à l'œil humain.

Histoire de l'astrophysique

L'émergence de l'astrophysique en tant que branche de l'astronomie se produit au cours du XIXe siècle. Son histoire regorge d'antécédents pertinents dans lesquels la chimie est étroitement liée aux observations optiques. La spectroscopie est la technique d'étude la plus cruciale pour le développement de la science et est chargée d'analyser l'interaction entre la lumière et la matière.

La spectroscopie, ainsi que l'établissement de la chimie en tant que science, sont des éléments qui ont notamment influencé l'avancement de l'astrophysique. En 1802, William Hyde Wollaston, chimiste et physicien d'origine anglaise, découvre des traces sombres dans le spectre solaire.

Plus tard, le physicien allemand Joseph von Fraunhofer note de son propre chef que ces traces du spectre optique du soleil se répètent dans les étoiles et les planètes comme Vénus. De là, il a déduit que c'était une propriété inhérente à la lumière. L'analyse spectrale de la lumière, préparée par Fraunhofer, était l'un des modèles à suivre par divers astronomes.

Un autre des noms les plus connus est celui de l'astronome William Huggins. En 1864, grâce à un spectroscope qu'il avait installé dans son observatoire, il put découvrir à l'aide de cet instrument que la composition chimique pouvait être déterminée et certains paramètres physiques des nébuleuses obtenus.

Par exemple, la température et la densité peuvent être trouvées. L'observation de Huggins a été faite pour étudier la nébuleuse NGC6543, mieux connue sous le nom de "Cat's Eye".

Huggins s'est inspiré des études de Fraunhofer pour appliquer l'analyse spectrale de la lumière du soleil et l'utiliser de la même manière pour les étoiles et les nébuleuses. De plus, Huggins et le professeur de chimie du King's College de Londres, William Miller, ont passé beaucoup de temps à réaliser des études de spectroscopie sur des éléments terrestres pour pouvoir les identifier dans les études des étoiles.

Au vingtième siècle, la qualité des découvertes était entravée par les limites des instruments. Cela a motivé la construction d'équipes avec des améliorations qui ont permis les progrès les plus significatifs à ce jour.

Théories exceptionnelles pour l'étude de l'astrophysique

Théorie inflationniste de l'univers

La théorie inflationniste a été postulée par le physicien et cosmologiste Alan H Guth en 1981. Elle vise à expliquer l'origine et l'expansion de l'univers. L'idée d '«inflation» suggère l'existence d'une période d'expansion exponentielle qui s'est produite dans le monde pendant ses premiers instants de formation.

La proposition inflationniste contredit la théorie du Big Bang, l'une des plus acceptées lors de la recherche d'explications sur l'origine de l'univers. Alors que le Big Bang s'attend à ce que l'expansion de l'univers ait ralenti après l'explosion, la théorie inflationniste affirme le contraire. "Inflation" propose une expansion accélérée et exponentielle de l'univers qui permettrait de grandes distances entre les objets et une distribution homogène de la matière.

Théorie électromagnétique de Maxwell

L'une des contributions les plus intéressantes de l'histoire des sciences physiques est les «équations de Maxwell» dans sa théorie électromagnétique.

En 1865, James Clerk Maxwell, spécialisé en physique mathématique, publie une théorie dynamique du champ électromagnétique dans laquelle il expose les équations à travers lesquelles il révèle le travail conjoint entre électricité et magnétisme, une relation qui a été spéculée depuis le XVIIIe siècle..

Les équations couvrent les différentes lois associées à l'électricité et au magnétisme, comme la loi d'Ampère, de Faraday ou de Lorentz.

Maxwell a détecté la relation entre la force de gravité, l'attraction magnétique et la lumière. Auparavant, en astrophysique, seules les propriétés telles que la gravité ou l'inertie étaient évaluées. Après la contribution de Maxwell, l'étude des phénomènes électromagnétiques a été introduite.

Méthodes de collecte d'informations

Le spectromètre

Le physicien Gustav Kirchhoff et le chimiste Robert Bunsen, tous deux allemands, ont été les créateurs du premier spectromètre. En 1859, ils ont démontré que chaque substance à l'état pur est capable de transmettre un spectre spécifique.

Les spectromètres sont des instruments optiques qui permettent de mesurer la lumière d'une partie spécifique d'un spectre électromagnétique et d'identifier ultérieurement des matériaux. La mesure habituelle se fait en déterminant l'intensité de la lumière.

Les premiers spectromètres étaient des prismes de base avec des gradations. Actuellement, ce sont des dispositifs automatiques qui peuvent être contrôlés de manière informatisée.

Photométrie astronomique

En astrophysique, l'application de la photométrie est importante, car une grande partie de l'information provient de la lumière. Ce dernier est chargé de mesurer l'intensité de la lumière qui peut provenir d'un objet astronomique. Il utilise un photomètre comme instrument ou il peut être intégré dans un télescope. La photométrie peut aider à déterminer, par exemple, la magnitude possible d'un objet céleste.

Astrophotographie

Il s'agit de la photographie d'événements et d'objets astronomiques, cela inclut également des zones du ciel la nuit. L'une des qualités de l'astrophotographie est de pouvoir traduire des éléments éloignés en images, par exemple des galaxies ou des nébuleuses.

Branches implémentées en astrophysique d'observation

Cette discipline se concentre sur la collecte de données à travers l'observation d'objets célestes. Il utilise des instruments astronomiques et l'étude du spectre électromagnétique. Une grande partie des informations obtenues dans chaque sous-branche de l'astrophysique d'observation concerne le rayonnement électromagnétique.

Radioastronomie

Son objet d'étude est les objets célestes capables d'émettre des ondes radio. Il prête attention aux phénomènes astronomiques qui sont généralement invisibles ou cachés dans d'autres parties du spectre électromagnétique.

Un radiotélescope est utilisé pour les observations à ce niveau, un instrument conçu pour percevoir les activités des ondes radio.

Astronomie infrarouge

C'est une branche de l'astrophysique et de l'astronomie dans laquelle le rayonnement infrarouge des objets célestes de l'univers est étudié et détecté. Cette branche est assez large puisque tous les objets sont capables d'émettre un rayonnement infrarouge. Cela implique que cette discipline englobe l'étude de tous les objets existants dans l'univers.

L'astronomie infrarouge est également capable de détecter des objets froids qui ne peuvent pas être perçus par des instruments optiques qui fonctionnent avec la lumière visible. Les étoiles, les nuages ​​de particules, les nébuleuses et autres sont quelques-uns des objets spatiaux qui peuvent être perçus.

Astronomie optique

Aussi connue sous le nom d'astronomie en lumière visible, c'est la méthode d'étude la plus ancienne. Les instruments les plus utilisés sont le télescope et les spectromètres. Ce type d'instrument fonctionne dans le domaine de la lumière visible. Cette discipline diffère des branches précédentes car elle n'étudie pas les objets lumineux invisibles.

Vue d'artiste d'un sursaut gamma

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Astronomie des rayons gamma

C'est celui qui étudie ces phénomènes ou objets astronomiques capables de générer des rayons gamma. Ces derniers sont des rayonnements de très haute fréquence, plus élevés que les rayons X, et leur source est un objet radioactif.

Les rayons gamma peuvent être localisés dans des systèmes astrophysiques à très haute énergie tels que des trous noirs, des étoiles naines ou des restes de supernova, entre autres.

Concepts pertinents

Spectre électromagnétique

C'est une plage de distribution d'énergie liée aux ondes électromagnétiques. Par rapport à un objet spécifique, il est défini comme le rayonnement électromagnétique qui est capable d'émettre ou d'absorber tout objet ou substance à la fois sur Terre et dans l'espace. Le spectre comprend à la fois la lumière visible à l'œil humain et celle qui est invisible.

Objet astronomique

En astronomie, un objet astronomique ou céleste est appelé toute entité, ensemble ou composition physique qui se trouve naturellement dans la partie observable de l'univers. Les objets astronomiques peuvent être des planètes, des étoiles, des lunes, des nébuleuses, des systèmes planétaires, des galaxies, des astéroïdes et autres.

Radiation

Il fait référence à l'énergie qui peut provenir d'une source et voyager dans l'espace et même être capable de pénétrer d'autres matériaux. Certains types de rayonnement connus sont les ondes radio et la lumière. Un autre type de rayonnement familier est le «rayonnement ionisant» qui est généré par des sources qui émettent des particules ou des ions chargés.

Références

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