amas galaxies IAP 3 avril 2012



Mise à jour le 7 Avril 2012


CONFÉRENCE "OPHIUCHUS : UN AMAS DE GALAXIES VU PAR UNE ASTRONOME ET UN PHOTOGRAPHE"
Par Florence DURRET et Guillaume LEBRUN
Astrophysiciene à l’IAP ; UPMC ; photographe
Organisée par l'IAP
98 bis Av Arago, Paris 14^ème

Le mardi 3 Avril 2012 à 19H30

Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos
Vidéo de la conférence par le CERIMES disponible sur leur site quelques jours après (le CERIMES propose aussi toutes les vidéos des conférences IAP) : voir : http://www.cerimes.fr/le-catalogue/institut-dastrophysique-de-paris-iap.html



BREF COMPTE RENDU







Ils se sont rencontrés dans le cadre de la Fondation 93, qui fait dialoguer un chercheur et un artiste.

Ce qui a donné l’idée de présenter une conférence technique avec un mélange de photos artistiques.















LES AMAS DE GALAXIES.

Ce sont des galaxies (de plusieurs centaines à quelques milliers) qui sont liées ensemble par gravité.
Elles sont visibles surtout en lumière visible.
Les amas (clusters en anglais) contiennent aussi du gaz très chaud et de la matière noire.

Les précurseurs étaient Fritz Zwicky (qui a introduit ce qui allait être la notion de matière noire) et George Abell qui établit le premier catalogue de surdensité de galaxies qui allait devenir des amas. (plusieurs milliers).

Parmi les amas célèbres : l’amas de Coma dans la chevelure de Bérénice.



L'amas de galaxies Coma en lumière visible (à gauche), on voit les deux galaxies principales, NGC 4874 et NGC 4889, et plein d'autres galaxies.

Au centre, on voit image en rayons X à grande échelle prise avec le satellite XMM-Newton (ESA). Le rouge correspond aux zones de plus forte émission X.

À droite, en rayons X image obtenue avec le satellite Chandra (NASA) ; les deux points lumineux correspondent aux deux galaxies les plus brillantes.






C’est un vaste amas qui contient plus de 1000 galaxies.
Sa dimension une dizaine d’années lumière, sa distance à la Terre : 300 millions d’années lumière.
Sa masse : 10¹⁵ masses solaires.
Il est composé de 15% de gaz ; 5% de galaxies et 80% de matière noire.


Pourquoi s’intéresser à Ophiuchus (le Serpentaire) ?

C’est une zone qui contient énormément d’amas globulaires (amas d’étoiles).
Elle contient le 2^ème amas le plus chaud et le plus massif connu de notre Univers proche (quelques années lumière).
Elle est très mal connu en visible, car située proche du plan galactique.
L’étoile de Barnard est située dans Ophiuchus ainsi que la SN de Kepler de 1604.


LES AMAS ÉTUDIÉS EN X.

Ne peuvent être étudiés que de l’espace, car les rayons X sont absorbés par l’atmosphère terrestre.
Il existe principalement 3 observatoires spatiaux en X :

· XMM-Newton (ESA) : grand champ et grande sensibilité.
· Chandra (NASA) : champ plus petit mais bonne résolution spatiale.
· Suzaku (JAXA Japon) : petit champ, pas d’imagerie , uniquement spectro.


Les amas contiennent des gaz très chauds (millions de degrés), très peu dense et très fortement ionisés, par exemple du Fer ionisé (par ex Fe XXV , ce qui signifie, Fer ionisé 24 fois, le Fer neutre étant noté Fe I).

Ce plasma est composé principalement de protons et d’électrons.

Les données sur le gaz en X permet de déterminer la masse totale de l’amas.



La fusion d’amas est fréquente, comme par exemple Abell 85, plein de petits amas et aussi dans lequel se trouve le rémanent de la SN Cassiopée A.

Alors qu’Ophiuchus est un gros amas traversé par un amas plus petit.












LES AMAS EN LUMIÈRE VISIBLE.



Que peut on en déduire sur les galaxies dans les amas ?

Les galaxies elliptiques sont probablement formées par fusion de galaxies.

Dans les amas les galaxies elliptiques se trouvent plus dans les régions centrales et les galaxies spirales dans les zones extérieures, où de nombreuses formations d’étoiles ont lieu.






Qu’arrive-t-il aux galaxies dans les amas ?

· Ram pressure stripping : déficience en Hydrogène neutre
· Harassment : fusions et interactions arrachent du gaz aux galaxies
· Starvation/Strangulation : moins de gaz, taux de formation d’étoiles en chute.


Les amas de galaxies servent aussi de lentilles gravitationnelles, comme cette image de l’amas Abell 2218.


UN AMAS CÉLÈBRE : L’AMAS DU BOULET.



Le petit amas (à droite) a traversé le grand amas, mais le gaz est resté à la traîne.

Dans une telle collision, la matière ordinaire (les planètes et les étoiles) est l'objet d'une friction lors de ce passage et "ralentit", mais la matière noire n'est pas affectée par cet effet de frottement et se sépare de la matière normale.

On peut ainsi « voir » la matière noire, elle est en bleu sur la photo en X.







LA VISION DU PHOTOGRAPHE .



C’est une réflexion avec une classe de troisième : utiliser les images d’astronomie pour favoriser le questionnement des élèves.


Les faire réfléchir sur les images présentées, leur signification, leur interprétation, leurs couleurs etc..


Comment fonctionne la recherche.












POUR ALLER PLUS LOIN :

Les amas de galaxies en lumière visible et en rayons X, présentation pdf de F Durret. Très similaire à la présentation de ce soir.

Les groupes et amas de galaxies par l’Observatoire de Paris.

L'amas de Coma au pied du mur par l’IRFU (CEA).

Fiche technique d’Ophiuchus et aussi celle-ci.

Clusters of galaxies observed by XMM and Chandra, présentation pdf par GB Lima Neto de l’IAG.

Galaxy evolution in Abell 85: par F Durret et al.

An XMM-Newton view on relaxed and non-relaxed clusters of galaxies, article par F Durret et al.

An XMM-Newton view of the cluster of galaxies Abell 85 et aussi : XMM-Newton and Chandra view of the Cluster Abell 85
and its X-Ray Filament par F Durret et al.

Abell 85 vu par Chandra.

The DAFT/FADA survey (French American DArk energy survey) par F Durret et al.





Bon ciel à tous !


Jean Pierre Martin .Commission de Cosmologie de la SAF.
www.planetastronomy.com
Abonnez-vous gratuitement aux astronews du site en envoyant votre nom et e-mail.