-
-
- Mise à jour le 13 Janvier 2012
-
-
- CONFÉRENCE
MENSUELLE DE LA SAF
"LA FORMATION ET L’ÉVOLUTION DES GALAXIES"
- Par Françoise
COMBES
- Astronome au LERMA,
Observatoire de Paris,
Au
FIAP, 30 rue Cabanis, 75014 Paris (métro Glacière).
- Le Mercredi 11
Janvier 2012 à 20H30
-
- 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 et des animations.
- Françoise Combes a eu la gentillesse de nous
donner sa présentation complète, elle est disponible sur
ma liaison ftp et s'appelle : Combes-SAF-2012.ppt , elle est dans le
dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2011/2012)
- Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me
contacter avant.
-
- Le compte rendu sera succinct étant donné que
la présentation est disponible au téléchargement.
-
-
- Encore une salle comble, merci de votre
assiduité !
-
-
-
-
-
-
- Françoise
Combes est astronome à
l'Observatoire de Pairs, au département
du LERMA : Laboratoire d'Étude du Rayonnement et de la Matière
en Astrophysique.
- Rappelons qu'elle est sortie de la rue d'Ulm,
les connaisseurs apprécieront!
-
-
- Elle est spécialiste de la matière noire et
de l'évolution des galaxies; sujets principaux de la conférence de ce
soir.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- La
recette pour former des galaxies :
-
- Voilà les ingrédients de base :
- ·
Du gaz Hydrogène avec un peu d’Hélium,
- ·
Une pincée de poussières
- ·
Des étoiles
- ·
De la matière noire
- ·
Des traces d éléments lourds : C, N, O,…..Fe
-
-
-
-
- Voici une représentation de notre Galaxie
(ESO/Brunier/NASA).
-
-
- La Voie Lactée, notre galaxie, est composée
de quelques centaines de milliards d'étoiles, réparties en:
- ·
Un bulbe central
- ·
Un disque mince,
- ·
Un halo stellaire contenant des
- ·
Amas globulaires
-
- Le gaz et les poussières sont dans le disque
mince.
-
- Il
existe un halo de matière noire entourant notre Galaxie,
on s’en est rendu compte par la découverte de son effet gravitationnel
sur les étoiles éloignées du bulbe.
-
-
-
-
- LES
GRANDES STRUCTURES
-
- Les grandes structures de l’Univers local sont
visibles ici.
- C’est une vue panoramique du ciel en proche
IR autour de la Voie Lactée. Elle est tirée du catalogue 2MASS où l’on
peut trouver plus de 1,5 millions de galaxies.
- Celles-ci sont codées en couleur suivant leur
distance (ou leur décalage vers le rouge, redshift z).
- En bleu, les plus proches, en vert celles à
distance modérée et en rouge les plus éloignées.
-
- Mais à plus grande échelle, l’Univers est réparti
entre filaments et
vides comme on le voit sur
cette diapo de V de Lapparent à la SAF.
-
- Les galaxies se forment dans les filaments et
les amas de galaxies
se trouvent à la croisée des filaments.
-
-
- LES
TROUS NOIRS MASSIFS.
-
- Au cœur de chaque galaxie, se trouve un trou
noir massif (de qq millions de masses solaires à qq milliards !).
- On pense que ce trou noir auto-régule la
formation des étoiles au sein de la galaxie.
-
- Ces TN sont exceptionnellement actifs car ils
ont la propriété de pouvoir transformer la matière en énergie (la
fameuse formule E=mc2) avec un rendement de 10%, alors que les étoiles de
base n’ont qu’un maigre rendement de 1%.
-
- On
s’est aperçu que la masse du TN
massif est liée à la masse du bulbe galactique ; le
rapport étant de 1 à 700 approximativement.
- Pour les amas de galaxies, il semble que ce
rapport soit un peu plus grand.
-
- Notre propre galaxie, possède aussi bien sûr
un TN central super massif, on le voit sur
ce film que l’on doit à nos amis Allemands du MPE (Max Planck
Institute for Extraterrestrial Physics), et rappelons que ce N’EST PAS UNE
SIMULATION, c’est un film qui montre les étoiles du centre galactique
tournant sur une période de 15 ans autour de quelque chose, qui n’est
autre que notre TN massif (quatre millions de masses solaires).
-
- De plus, on a pu aussi détecter, à cause de
la forte gravité de ce TN, un sursaut IR que l’on voit
sur ce film, il provient de la matière tombant sur le TN .
-
-
-
- On a même pu récemment prouver (voir
article publié par Nature en Dec 2011 par Gillesen, Genzel et al) la présence
d’un nuage de gaz dense de masse approximativement 3 fois la masse
terrestre, qui tombe dans la zone d’accrétion du TN central.
-
- L’orbite de ce nuage a même été calculée,
elle est très excentrique, elle aurait 137 ans de période ;
l’horizon des évènements devant être atteint en 2013 !
-
- Ces dernières années, ce nuage a commencé à
se séparer en deux, dû aux forces de marée, comme on le distingue sur la
diapo ci-contre.
-
-
-
-
-
- FORMATION HIÉRARCHIQUE DES
GALAXIES.
-
- Les
plus petites structures se forment en premier, de la taille de galaxies
naines ou amas globulaires
-
- Par
fusion et accrétion successives, des systèmes de plus en plus massifs se
forment
-
- Ils
sont de moins en moins denses
-
- Les
galaxies étaient plus nombreuses et plus petites dans le passé.
-
- Des
simulations numériques permettent de vérifier l’exactitude des modèles
élaborés.
-
-
- On
peut voir le résultat de telles fusion avec les galaxies suivantes :
-
- ·
Arp
188 , le têtard (tadpole en anglais)
- ·
Arp
295,
- ·
Le
champignon (Sacred mushroom en anglais)
- ·
Les
souris (the mice) avec sa simulation
de collision.
- ·
Les
Antennes superbe !
- ·
Le
quintette de Stefan
- ·
La
roue de chariot (Cartwheel galaxy en anglais) vue en UV par Galex etc..
-
-
-
- Dans
le même genre on a simulé la (très future) rencontre d’Andromède avec
la Voie Lactée.
-
-
- Une
très belle simulation : http://www.youtube.com/watch?v=Cd9cBlvfjow&feature=related
-
-
-
-
- Toujours
à propos d’Andromède, on l'a représenté dans différentes longueurs
d’onde, chaque longueur d’onde donnant un type d’informations bien
particulier.
-
-
- On
a même mis récemment en évidence un
deuxième anneau dans la galaxie d’Andromède.
- En
étudiant le noyau d'Andromède, on remarque une petite spirale qui montre
que M32 avait traversé frontalement cette galaxie.
-
-
-
-
-
-
-
-
- Voici
une vidéo intéressante de l'ESA de cette galaxie vue dans différentes
longueurs d’onde.
-
-
-
-
- PROBLÈMES ENCORE NON RÉSOLUS.
-
- ·
La matière
noire dans les simulations se concentre trop dans le centre des galaxies, ce
qui n’est pas représentatif de la réalité.
- ·
Les disques
d’étoiles sont dix fois trop petits.
- ·
Ces
simulations aboutissent à des milliers de galaxies satellites que l’on ne
remarque pas en vrai.
- ·
Trop de
petites structures.
-
- Alors,
il va falloir améliorer nos simulations ou trouver d’autres théories.
-
-
-
-
-
- Les
deux hypothèses de formation des galaxies, comparaison : (texte
d’après Cours F Combes chap 4)
- ·
à gauche, monolithique,
, un ensemble de nuages de gaz s’effondre quasi en chute libre sous
sa propre gravité. Le temps de refroidissement et de formation d’étoiles
est comparable au temps de l’effondrement, de l'ordre de centaines de
millions d'années, et des étoiles commencent à se former dans un système
sphéroïdal, avant même que le gaz ait eu le temps de s’aplatir en un
disque. Après contraction, et rejet du gaz par vents et explosions
stellaires, une galaxie elliptique ou un bulbe sphéroïdal est formé, au
bout de 1-2 milliards d'années. Ce scénario monolithique a besoin d’accrétion
ultérieure de gaz pour former les disques de galaxies spirales.,
- ·
à droite, hiérarchique,
le gaz s’effondre plus vite, et le temps de
refroidissement/formation d’étoiles est plus long. Le gaz a le temps de
s’aplatir en disque, et les étoiles se forment ensuite dans le disque.
Les disques se forment donc avant les bulbes dans ce scénario. La formation
de sphéroïdes ou de galaxies elliptiques se fait alors par fusion de
galaxies spirales
-
-
-
-
-
-
- POUR TERMINER : L’HISTOIRE
DE L’UNIVERS.
-
-
-
