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Les Galaxies

Les Galaxies. Connaître le système de classification Connaître et décrire les différents types de galaxies Définir la classe des galaxies actives Décrire les propriétés des quasars et des trous noirs. Les Galaxies. Œil nu mag.: 6 petit télescope mag.: 15 étoiles/galaxies 100:1

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Presentation Transcript

  1. Les Galaxies • Connaître le système de classification • Connaître et décrire les différents types de galaxies • Définir la classe des galaxies actives • Décrire les propriétés des quasars et des trous noirs

  2. Les Galaxies • Œil nu mag.: 6 • petit télescope mag.: 15 étoiles/galaxies 100:1 • Palomar Schmidt étoiles/galaxies 1:1 • CFHT galaxies/étoiles 100:1 quasars/étoiles 10:1 • HST/Keck amas glob/étoiles 1:1 Palomar Schmidt CFHT HST Keck

  3. Le débat Shapley-Curtis galaxies • Avant 1920, nébuleuses nébuleuses gazeuses • Vers 1920, plusieurs astronomes suggèrent que les spirales sont des galaxies extérieures semblables à la Voie Lactée (Curtis) alors que d’autres maintiennent qu’il s’agit de systèmes (stellaires ou gazeux) à l’intérieur de la Voie Lactée (Shapley)

  4. Le débat Shapley-Curtis • Un débat est organisé par l’Académie des Sciences de Washington • 3 questions débattues: • Quelles sont les distances aux spirales ? étoiles • Est-ce que les spirales sont composées ou gaz • Pourquoi pas de spirales dans le plan de la Voie Lactée ?

  5. Le débat Shapley-Curtis • Distances des nébuleuses spirales: arguments pour une petite distance • Mesures de von Maanen dans M101 des mouvements propres de rotation (0.02’’/année) • Brillance de S Andromedae dans M31 comparée à la Nova Persei arguments pour une grande distance • Les mesures de mouvements propres peuvent être en erreur • Brillances d’autres novae dans M31 comparées aux novae galactiques (novae vs supernovae)

  6. Le débat Shapley-Curtis • Est-ce que les spirales sont composées d’étoiles ou de gaz ? arguments contre l’interprétation stellaire • La Voie Lactée dans l’environnement du Soleil a une brillance beaucoup plus faible que les parties centrales des spirales • Les régions extérieures des spirales sont plus bleues que les régions centrales (Soleil pas au centre ???)

  7. Le débat Shapley-Curtis • Pourquoi pas de spirales dans le plan de la Voie Lactée (zone of avoidance): arguments contre les spirales extérieures • Absence suggère influence, comme les larges vitesses de récession • Les deux pourraient être expliqués en supposant une nouvelle force de répulsion ! arguments pour les spirales extérieures • Plusieurs spirales vues edge-on ont une ceinture centrale de poussière • Si la Voie Lactée a une telle ceinture, si le Soleil est au milieu d’une telle ceinture, et si les spirales sont extérieures à la Voie Lactée zone of avoidance • Pas d’explication pour les vitesses de récession

  8. Le débat Shapley-Curtis • Shapley sort gagnant ! • Résolution de la controverse (1923 - Hubble) • résout les régions extérieures de M31 en * • identifie les * variables • mesure la magnitude apparente des céphéides + • relation période-luminosité • déduit une distance nettement hors de la Voie Lactée Hubble m – m0 = 22.1 D = 275 kpc aujourd’hui m – m0 = 24.5 D = 660 kpc

  9. Classification des galaxies SYSTÈME DE HUBBLE • Critères: • Importance du bulbe p/r au disque • Nature des bras spiraux étoiles • Degré de résolution régions HII • Lié à la distribution du moment angulaire (formation) • Lié au taux de conversion gaz -> étoiles (distance)

  10. 4 classes: Elliptiques (E) Lenticulaires (S0) Spirales (Sp) Irrégulières (Irr) 2 familles (Sp) Normales (A) Barrées (B) 3 types (Sp) a (early/premier) b (intermédiaire) c (late/dernier)) Système de Hubble (1936)

  11. Système de Hubble (1936)

  12. Système de Hubble (1936) Elliptiques Ei a = axe majeur b = axe mineur

  13. Elliptiques (E) E0 M89

  14. Elliptiques (E) E1 M87

  15. Elliptiques (E) E2 M32

  16. Elliptiques (E) E5 M59

  17. Elliptiques (E) E5 NGC 205

  18. Système de Hubble (1936) Lenticulaires • S0 ressemble beaucoup à E5 -> E7 • Une vue par la tranche montre la trace d’un disque mais sans bras spiraux • Souvent nécessaire de faire une analyse détaillée de la distribution de lumière pour distinguer entre une E et une S0

  19. Lenticulaires SB0 M102 S0 NGC 2859

  20. Système de Hubble (1936) Spirales: Sa -> Sm (SBa -> SBm) • Le bulbe devient de moins en moins important • Les bras spiraux sont plus ouverts • (moins enroulés) • Les bras spiraux sont plus résolus en régions HII • Les bras spiraux ont tendance à se fragmenter

  21. Spirales - Sa M64

  22. M88 Spirales - Sb NGC 4565 M81

  23. Spirales – Sc M 83 NGC 4414 M101 NGC 891

  24. Spirales – Sd IC 5249 NGC 7793

  25. NGC 3109 Spirales - Sm

  26. Système de Hubble (1936) Irrégulières • apparence due à la présence de quelques régions HII très brillantes • disque sous-jacent (Pop. I vieille) beaucoup plus régulier

  27. GR 8 Irrégulières - Im IC 5152

  28. Spirales – SBa NGC 4650 NGC 1433

  29. NGC 1530 Spirales – SBb

  30. Spirales – SBc M 106

  31. Spirales – SBd NGC 4631

  32. LMC (Sm) – SMC (Im) LMC SMC

  33. Naines Sphéroïdales Leo II Carina

  34. Pec. – Centaurus A

  35. Pec. – M82 (NGC 3034) M 82 M 81

  36. Pec. – NGC 3718

  37. Pec. – NGC 2146

  38. Pec. – NGC 4038-9 – The Antennae

  39. Pec. – Ring Galaxies

  40. Pec. – Cartwheel

  41. Pec.Polar Ring Galaxies

  42. Classes = SOa Sa Sab Sb Sbc Sc Scd Sd Sdm Sm Irr T = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Classification de de Vaucouleurs (1959) • sous-classes 0/a a ab b bc c Irr • sous division de c c cd d dm m Im

  43. Propriétés Globales Galaxies normales Voie Lactée Andromède Sbc • Un catalogue jusqu’à une certaine magnitude apparente est dominé par les spirales de premiers types • … mais les galaxies de derniers types dominent

  44. Propriétés Globales Galaxies normales • Les couleurs mesurent la proportion de chacune des populations stellaires dans la Galaxie elliptiques rouges spirales bleues bulbe disque vieilles Pop II jeunes Pop I

  45. Propriétés Globales Galaxies normales S0 -> Sb peu de gaz Sc Irr de plus en plus de gaz elliptiques pas de gaz

  46. Caractéristiques des galaxies

  47. Distribution de masses • Plus une galaxie est massive, plus elle tourne rapidement spirale massive: 200-300 km/s Sa spirale peu massive: 50-100 km/s Sm • Classification: pas seulement une séquence de luminosité mais aussi une séquence de masse

  48. Distribution de lumière • On a vu dans la Voie Lactée que les populations stellaires n’étaient pas distribuées de la même façon • On doit s’attendre que dans des galaxies ayant des proportions différentes des populations stellaires, la lumière soit distribuée différemment

  49. Distribution de lumière • La distribution actuelle doit garder des traces des conditions initiales au moment de la formation • Les conditions initiales qui ont donné une elliptique doivent sûrement être différentes de celles qui ont produit une spirale ou une irrégulière

  50. Distribution de lumière • Elliptiques: composées uniquement d’étoiles de Pop II • Lumière diminue comme r1/4 • la brillance de surface est très concentrée au centre

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