Activitè d’enseignement conçue par Stefano Giarratana, Emanuele De Rubeis, Cristina Nanci, Xavier Lopez Lopez et Davide Pellicciari pendante le cours de doctorat “ Designing innovative public engagement activities” à l’Université de Boulogne en 2023.
Brève description de l’activité:
Les galaxies qui composent notre Univers sont de différents types, chacun avec des formes et des caractéristiques différentes. Cette activité vise à identifier les principales différences entre deux classes particulières de galaxies: spirales et elliptiques. Tout comme ceux qui s’occupent d’astronomie, on va voir laquelle des deux contiens les étoiles les plus vieilles, pour obtenir plus d’indices sur l’evolution de notre Univers au fil du temps. Inoltre, chaque participant construira son propre modele de galaxie!
Matériels
- Deux boîtes
- Pâtes (un paquet de fusilli et un de pennette)
- 4 bouteilles de plastique de 2 litres coupées à environ 10 cm du bouchon
- Feuilles de papier velours rouge et bleu
- Tirages d’une galaxie elliptique et d’une galaxie spirale (en quantité égale au nombre de participants, téléchargement disponible ici)
- Colle PVC
- Ciseaux
- (facultatif) Impressions de galaxies 3D, une elliptique, un spirale
Préparation de l’activitè
Avant de commencer l’activité, remplir les deux boîtes avec deux types de pâtes, dans des proportions différentes, en faisant qu’une boîte contient plus fusilli que pennette et l’autre plus pennette que fusilli (par example, remplir une boîte avec 70% de pennette et 30% de fusilli, tandis que l’autre contient 80% de fusilli et 20% de pennette).
Les boîtes representent les galaxies, les fusilli les étoiles jeunes dedans et les pennette les étoiles vieilles. La boîte avec plus de fusilli (étoiles jeunes) représente une galaxie en spirale, tandis que la boîte avec plus de pennette (étoiles vieilles) représente une galaxie elliptique
Après avoir fermé les boîtes, placer l’impression 3D de la galaxie elliptique au-dessus de la boîte avec plus de pennette et celle de la galaxie en spirale au dessus de la boîte avec plus de fusilli. Placer 2 bouteilles vide près de chaque boîte.
Diviser les participants en deux groupes et donner à chacun une boîte.
L’âge minimum recommandée pour participer est di 8 ans.
Description de l’activité
Introduction
L’activité commence avec un’introduction à la notion de galaxie et de son âge (voir la section “Explication du processus physique” pour en savoir plus).
Pour encourager une discussion collective plûtot qu’une explication frontale, plusieurs questions peuvent être posées, comme “Vous savez ce qu’est une galaxie? Et une étoile? Les étoiles sont elle toutes pareilles? Et les galaxies?”. Montrez les images de la galaxie en spirale et elliptique pour raiosonner sur leurs formes différentes.
Les galaxies sont des systèmes de gaz, poussière et étoiles. Les étoiles qu’elles contiennent peuvent être de différent type, par la couleur, la taille et l’âge. L’âge des galaxies est basés sur le pourcentage d’étoiles anciennes qu’elles contiennent: plus la quantité est grande, plus la galaxie sera vieille, et vice versa.
Exécution
1. Demander à chacun groupe d’ouvrir sa propre boîte/galaxie et séparer les fusilli (les étoiles jeunes) des pennette (les étoiles anciennes) et mettez-les dans les deux bouteilles, après avoir expliqué l’analogie (les étoiles anciennes sont les pennette, tandis que les étoiles jeunes sont les fusilli)
2. Aprés avoir divisé la pâte, demander aux groupes de determiner laquelle des deux galaxies/boîte contient les étoiles les plus jeunes (fusilli) et laquelle contient les étoiles les plus anciennes (pennette)
3. Discuter avec les groupes des raisons pour lesquelles la galaxie spirale est plus jeune que l’elliptique.
La galaxie/boîte avec plus d’ètoiles anciennes c’est la galaxie elliptique, tandis que la plus jeune est la spirale. La raison de cette différence réside dans le différent contenu de gaz des deux galaxies, l’ingrédient principale qui donne naissance à de nouvelles étoiles. Les galaxies jeunes (spirale) contiennent beaucoup de gaz et continuent donc à former de nouvelles étoiles. D’autre part, les galaxies anciennes (elliptiques) ont épuisé tout le gaz pour deux raison: tout d’abord parce que, etant anciennes, elles ont eu tout de temps pour former autant d’étoiles qu’elles pouvaient, et ensuite, au cours de leur longue vie elles ont interagi avec d’autres galaxies, et cette interaction a fait “fuir” le gaz qu’elles contenaient.
Construction de sa propre galaxie
La dernière partie de l’activité consiste dans la construction de sa propre galaxie.
1. Demander à chaque participant un’image de galaxie spirale ou elliptique.
2. Preparer les étoiles en faisant des petits morceaux de carte de soie bleu (étoiles jeunes) et rouge (étoiles vielles).
3. Coller les étoiles sur l’image de la galaxie choisie, en essayant de respecter les lignes générales apprises pendant l’activitaé (plus d’étoiles jeunes pour la galaxie spirale et plus d’étoiles anciennes pour la galaxie elliptique).
Explication du processus physique
Qu’est-ce qu’une étoile et qu’est-ce qu’une galaxie?
Nous pouvons penser à une étoile comme à une boule de gaz gigantesque, principalement constituée par hydrogène. Une étoile pour la majeure partie de sa vie ne fait que brûler, par des réactions nucléaires, tout le gaz qu’elle possède, en le transformant en éléments plus lourds. Ce processus crée une quantité énorme d’énergie, libérée sous forme de lumière.
Approfondissement: vie d’une étoile: de la naissance à la mort
Les étoiles, avec la poussière et le gaz, composent les galaxies. En fait, il y a 100 milliardes d’étoiles dans chacune. Elles sont toutes différentes les unes des autres par composition chemique, masse, temperature, taille, mais surtout âget. Chaque galaxie possède un nombre différent d’étoiles jeunes (avec l’âge de quelques centaines de millions d’annés) et étoiles vielles (avec un age qui peut raggiungere anche il miliardo di anni). Une galaxie qui possède principalement plus d’ètoiles anciennes sera donc plus ancienne d’une galaxie qui contient plus d’étoiles jeunes.
Approfondissement: Les galaxies, formation et morphologie
Galaxies jeunes, galaxies vieilles
Les galaxies spirales (comme celle dans l’immage à gauche) ont beaucoup de gaz et matière dans leurs bras, essentielle pour former de nouvelles étoiles: les bras des galaxies spirales servent de “rayons stellaire”, où le gaz et la poussière peuvent se condenser et créer de nouvelles étoiles. C’est un peu comme une grande usine d’étoiles qui continue à produire beaucoup d’astres.
D’autre part, les galaxies elliptiques (comme celle dans l’image à droîte) ont moins d’étoiles jeunes parce qu’elles on épuisé presque toute leur reserve de matière pour former de Nouvelles étoiles. Cela peut être dû à plusieurs raisons: certaines galaxies elliptiques sont plus anciennes et ont eu assez de temps pour créer toutes les étoiles qu’elles pouvaient, tandis que d’autres galaxies elliptiques pourraint avoir perdu leur gaz et leur poussiàre à cause des intéractions avec les autres galaxies au fil du temps.
