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Introduction |
Nous allons observer les quatre lunes de Jupiter, vues au travers d'un télescope. Elles furent nommées Io, Europe, Ganymède et Callisto, par ordre de leur distance à Jupiter. Si vous regardez avec un petit télescope, vous verrez ceci
Les lunes apparaissent alignées parce que le plan orbital des satellites est vu par la tranche. Avec le temps, les lunes bougent par rapport à Jupiter. Les lunes suivent une orbite à peu près circulaire mais on ne voit, de la Terre, que la projection du mouvement dans le plan du ciel. On ne peut pas connaître la distance de la lune à Jupiter mais seulement la distance apparente (cf. figure 1), autrement dit, la distance de la lune à la droite joignant Jupiter à la Terre (ligne de visée).
La distance de la lune à la ligne de visée en fonction du temps est une courbe sinusoïdale (cf. figure 2). En prenant assez de mesures de la position apparente de la lune, on peut ajuster une sinusoïde aux points de données et déterminer le rayon de l'orbite (l'amplitude de la courbe) et la période de l'orbite (la période de la sinusoïde). Quand vous connaissez le rayon et la période de l'orbite de cette lune, et que vous l'avez converti dans les bonnes unités, vous pouvez déterminer la masse de Jupiter en utilisant la troisième loi de Kepler. Vous déterminerez la masse de Jupiter pour chacune des quatre lunes. Les erreurs associées à chaque lune feront que les résultats seront différents d'une lune à l'autre.
Le programme Jupiter simule l'utilisation d'un télescope contrôlé automatiquement et équipé d'une caméra CCD qui fournit une image vidéo sur l'écran de l'ordinateur. Le programme qui permet de faire ces mesures et d'ajuster le taux d'agrandissement de l'image du télescope est complexe mais il simule de façon réaliste cette expérience et vous permet de comprendre comment les astronomes collectent leurs données et contrôlent le télescope. Au lieu d'utiliser un télescope et d'observer les lunes de Jupiter pendant plusieurs jours, ce programme simule l'aspect des lunes telles que vous les verriez au télescope avec l'intervalle de temps que vous fixerez.
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