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Les galaxies
Jacques ColinObservatoire de la Côte d’azur
Plan du cours
Les échelles de distance et la situation des galaxies dans l’UniversI- La découverte des nébuleuses
- Le catalogue de Messier- Les différents types de nébuleuses
II- La découverte des galaxies- Preuve de leur existence ( Hubble)- Classification ( Hubble)- Distance- Contenu- Vitesse radiale (expansion de l’Univers)- Distribution
III- Les galaxies spirales ( ondes de densité)IV- les galaxies elliptiquesV- Les galaxies irrégulières
Plan du cours (suite)
VI- Notre Galaxie- Structure- Composition- Mouvements
VII- Le groupe localVIII- Les amas de galaxiesIX- Les galaxies actives
- les radiogalaxies- Les galaxies à noyaux actifs- les jets
X- Phénomènes remarquables- Les warp ( gauchissements)- Les rencontres de galaxies- Les lentilles gravitationnelles
XI- La matière noire et les galaxies
Échelles de distances
Les galaxies dans l’Univers
Terre
Terre Lune
Planètes
Les structures de l’Univers et leurs échelles
1- Les planètes
SOLEIL
Les structures de l’Univers et leurs échelles
2- Le Soleil
3-Le Système Solaire
Les structures de l’Univers et leurs échelles
Soleil
Les structures de l’Univers et leurs échelles
3- Les étoiles
Champ d ’étoiles
Les structures de l’Univers et leurs échelles
4-La Galaxie
Les structures de l’Universet leurs échelles
5- Les grandesstructures
Les structures de l’Universet leurs échelles
Résumédes échellesde distances
Les nébuleuses
Le catalogue de Messier
LeCatalogueMESSIER
Nébuleuse du Crabe M1
Amas Globulaire M 13
Galaxie elliptique M 87
Nébuleuse Planétaire M 27
Galaxie d’Andromède M 31
Nébuleuse d’Orion M 42
Galaxie spirale M 64
Les univers-îles ou galaxies
Certains des objets de Messier semblentêtre d’autres ensembles d’étoiles comme le nôtre.
Hubble le montre en 1921 par la mesure de la distance de certains d’entre eux.
Pour cela il utilise un certain type d’étoiles :
Les Céphéides
Parsec = Unité utilisée pour la distance des étoiles
d(parsec) = 1unité astronomique
p
(radians)
1 parsec = 1 unité astronomique
1’’( en radian)
1’’( exprimé en radian)=
2360 x 60 x 60)
D’où1 pc = 200 000 UA
Puisque 1 UA = 150.106 km
On obtient1 pc= 3.1013 km
Pour la distance des galaxies on utilise
le méga parsec1 Mpc=106 parsecs
Détermination des distances
Diagramme Hertzprung-Russeld =10(m-M+5)/5
Relation période-luminosité
des Céphéïdes
Les différents types de galaxies
Diagramme de HUBBLE
La classification de Hubble
Elliptique
Spirale très enroulée Spirale
Spirale barrée
Irrégulière
Autres Classifications
De VaucouleursBasé uniquement sur la Morphologie de la surface de brillance
DDO système
CompositionÉtoiles
GazPoussières
StructurePlanes
Bras spiraux
Diamètre
30 kpc = 100 000 AL
MouvementRotation différentielle du disque
ÉvolutionFormation d’étoiles
Enrichissement en éléments lourds
Galaxies spirales
Les bras spiraux : ondes de densité
Equation de Boltzman
Equation de Poisson
Pourquoi autant de spiralesLes bras sont ils persistants ?
Permettent de trouverUne stationnarité
Ou auto cohérenceOu « self consistence »
+
Le principe du spectrographe
Le spectre et son analyse
Vitesse radiale
Spectres
Ni éloignementNi rapprochement
Éloignement
Rapprochement
Vc
0
=
0
Rotation globale des disques
Courbe de rotationobservée
Courbe de rotationthéorique
Présence de matière noire
Matière noire dans notre Galaxie
Amasglobulaire
Mouvements dans le Halo
Galaxies elliptiquesStructure
Ellipsoïdales (3D)
MasseJusqu’à 1012 MO
Compositionétoiles
Tailles
> spirales
ÉvolutionPas de formation d’étoiles
Pas d’enrichissement en éléments lourds
MouvementsPas de rotation globale
Galaxies lenticulaires
Bulbe central étendu Entouré par une région lentement décroissante en luminosité
Pas de structures spirales
Galaxies irrégulières
Pas de symétries particulières dans la morphologieBeaucoup d’étoiles jeunes bleues
Plus petites que les galaxies elliptiques ou spirales
Notre Galaxie
Notre Galaxie
Vue générale du ciel complet
La Galaxie
CG
ST
J
Position du plan de l’écliptique dans la Galaxie
CG
à 8,5 kpcS
E
x
y
z
E’
Plan de la Galaxie
l
b
Coordonnées galactiques
Mouvements dans le halo galactique
Caractéristiques de la Galaxie
Noyau central avec trou noir massif
Bulbe ( sphère de 2 kpc)
Disque ( rayon 15 kpc, épaisseur 1 kpc, bras spiraux, étoiles,amas d’étoiles , gaz, poussières, formation d’étoiles,
enrichissement en métaux lourds, rotation différentielle)
Halo ( 30 kpc ?, étoiles vieilles et environ 150 amas globulaires, Matière noire ??)
Les 2 Nuages de Magellan
Le Grand Nuage
La galaxie la plus proche
Les satellitesde la
Galaxie
Le Groupe Local de galaxies
28 galaxies liées gravitationnellementà 2 galaxies géantes
Andromède etnotre Galaxie
Abell
Hercules
Virgo ( centre)
Amas de galaxiesDe quelques centaines à plusieurs
milliers de galaxies liées par la gravitation
La loi de HubbleL’expansion de l’Univers
La vitesse radiale des galaxies
Décalage vers le rouge ( redshift)La récession des galaxies
La loi de Hubble
Diagramme original de 1929
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sont requis pour visionner cette image.
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La loi de Hubble
V = H . D
V= vitesse en km/sH = constante de Hubble en km/s.Mpc
D = distance en Mpc
H = 75 km.s-1 .Mpc -1
Expansion de l ’Univers
Milliards d ’années lum
ière
Expansion de l ’Univers
Analogie du
ballon
Phénomènes remarquables
- Gauchissements ( warp)- Rencontres de galaxies- Morphologies diverses- Lentilles gravitationnelles
Le gauchissement ou warp
ESO 510
Photo HST
Photo VLT
Les rencontresde galaxies
DuréeTypes d’interactions
Résultats
Morphologies remarquables
Lentilles gravitationnelles
Différents types de lentilles
Lentilles gravitationnelles
Radio galaxiesGalaxies actives
Jets
Radio télescopes interférométriquesPlateau de Bure
VLA
Arecibo
Parkes
Projet ALMA ( Chili)
Radiotélescopes
CYGNUS A
Radiogalaxies
Les jets
Radiogalaxies et jets
Quasar-galaxies radio- galaxie active 4C 71-07
Le centre des galaxies
La matière noire dans l’Univers
Présence de matière noire
Matière noire dans notre Galaxie
La matière noire
Matière noiredans
l’Univers
