Du jeudi 27 au vendredi 28 avril 2017, le service éducatif de l’observatoire de la côte d’azur organisait un événement de formation international. Enseignants de lycée de France mais aussi d’Europe sont ainsi venus découvrir la sonde GAIA au fil d’activités pédagogiques.
Alors que le symposium GAIA touchait à sa fin, le service éducatif tenait un autre événement en partenariat avec la SF2A et l’ESA : Workshop «GAIA for Teachers». Au cours de ce rendez-vous de deux jours, une trentaine de professeurs de lycées - Français et étranger (du Portugal, d'Allemagne, de Roumanie et d'Espagne) ont pu se former, en anglais, à un ensemble d’activités pédagogiques autour de la mission GAIA. Ces contenus, proposés par l’ESA et adaptés par l’OCA – ou totalement conçu par l’OCA pour certains – leur permettront ainsi d’aborder les thèmes de la spectrométrie, l’astrométrie, la mesure de la parallaxe, la photométrie et les orbites des satellites pour illustrer ou compléter leur programme scolaire.
Les enseignants ont également pu profiter de l’intervention de chercheurs, particulièrement appréciée. Stefan Jordan, Frantz Martinache, Georges Kordopatis et Paolo Tanga sont ainsi venus parler autant de la sonde GAIA que de leurs travaux de recherche. Au cours de ces interventions, les professeurs n’ont pas hésité à poser de nombreuses questions.
Au terme de la formation, ce sont des enseignants visiblement très satisfaits qui sont rentrés chez eux, prêts à sensibiliser les futures générations aux découvertes en astronomie et qui sait peut-être, éveiller des vocations.
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Ci-dessous le matériel pédagogique proposé lors du Workshop. Il a été élaboré par l'équipe du service éducatif de l'OCA en colaboration avec l'ESA.
Chaque activité comporte plusieurs documents : fiche de l'élève, fiche de l'enseignant, éventuellement fiche de réponses et présentation de l'activité et information complémentaire.
- Activité 1. Gaia et la parallaxe. Pendant cette activité les élèves travailleront en groupes de 2 ou 3 pour arriver à comprendre comment la parallaxe stellaire peut être utilisée pour mesurer la distance à des étoiles proches. Les élèves mesureront la distance à un objet à l’aide des angles et de la trigonométrie. Ils pourront aussi dériver l’équation de la parallaxe et calculer le pourcentage d’erreur dans leurs résultats.
- Activité 2. Gaia et la parallaxe sur le ciel. Cette activité permettra aux élèves de comprendre comment on utilise la mesure de la parallaxe sur le ciel pour déterminer les distances d’éloignement des objets. Elle complète l’activité « Gaia et la parallaxe »
- Activité 3. Gaia, arpenteur de l'espace. Pendant cette activité les élèves approfondiront leurs connaissances sur la parallaxe en utilisant des données réelles de Gaia pour calculer la distance de plusieurs étoiles connues pour avoir des exoplanètes en orbite. Les élèves relèveront la parallaxe à partir du catalogue Gaia et l’utiliseront pour calculer la distance à chaque étoile en km, parsec et années-lumière.
Gaia, arpenteur de l'espace. Fiche enseignant- Gaia, arpenteur de l'espace. Fiche élève
- Gaia, arpenteur de l'espace. Feuille réponses
- Gaia, arpenteur de l'espace. Présentation
- Activité 4. Gaia, sentinele de l'espace. Durant cette activité les élèves apprendront comment les astronomes découvrent de nouveaux astres tels que les planètes et les astéroïdes dans le ciel, avec une application plus particulière à la planète Pluton et l’astéroïde Apophis. Ils utiliseront « Stellarium », un planétarium numérique, pour calculer la vitesse de l’astéroïde Apophis.
- Gaia, sentinele de l'espace. Fiche enseignant
- Gaia, sentinele de l'espace. Fiche élève
- Gaia, sentinele de l'espace. Présentation
- Activité 5. Gaia, chasseur de planètes. Cette activité permettra aux élèves de travailler en petits groupes pour modéliser le passage (le transit) d’une exoplanète devant son étoile en utilisant une maquette d’une étoile avec une planète autour : « star in a box ». Ils vont également tracer la courbe de lumière du transit. Les élèves comprendront ainsi la technique de détection d’exoplanètes par la méthode du transit, même si la méthode d’observation de Gaia (passages successifs sur chaque étoile) ne lui permettra pas de suivre les transits tel que décrits dans cette activité.
- Gaia, chasseur de planètes. Fiche enseignant
- Gaia, chasseur de planètes. Fiche élève
- Gaia, chasseur de planètes. Présentation
- Gaia, chasseur de planètes. Instructions "star in a box" (en anglais)
- Activité 6. Spectre de la lumière. L’objectif de cette activité est de comprendre comment le spectre d’une étoile nous donne de l’information sur ses caractéristiques. C’est le moyen utilisé par Gaia pour déterminer la température et composition des objets observés. Les élèves observeront le spectre de différentes sources lumineuses et réaliseront ensuite un exercice avec des spectres d’étoiles. La deuxième partie de l’atelier propose d’identifier les éléments chimiques du Soleil à partir de son spectre.
- Spectre de la lumière. Fiche enseignant
- Spectre de la lumière. Fiche élève
- Spectre de la lumière. Fabrication du spectroscope
- Activité 7. L'orbite L2 de Gaia. Au cours de cet atelier, les élèves se baseront sur le cas de l’orbite de Gaïa au point de Lagrange L2 pour comprendre la nature des orbites. Ils réviseront les bases de la gravité, et réaliseront une mise en pratique impliquant la simulation des orbites et l’observation de leurs propriétés à l’aide de puits de gravité. Cela leur permettra d’avoir un bon aperçu des fondements de la mécanique orbitale et la nature unique du point de Lagrange L2.
- L'orbite L2 de Gaia. Fiche enseignant
- L'orbite L2 de Gaia. Fiche élève
- L'orbite L2 de Gaia. Présentation