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Amas globulaire et relativité générale



  1. #1
    deneb37

    Amas globulaire et relativité générale


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    Bonjour à tous
    j'ai une question qui me trotte dans la tête depuis quelques années (je ne suis pas physicien, juste autodidacte en astronomie):
    On aperçoit les amas globulaires (qq centaines de milliers d'étoiles regroupés) sous un certain angle (qq " d'arc peut ètre, je ne sais pas) et d'autre part la théorie de la relativité générale nous dit que la lumière est déviée par la masse. Se peut-il alors que la taille apparente des amas globulaires soit supérieure à leur taille réelle ?
    La lumière des étoiles situées sur le bord serait déviée par les étoiles situées plus prés du centre ce qui fausserait les paramétres (masse, luminosité) des amas globulaires. Peut ètre que cet effet est déjà pris en compte bien que non mentionné dans les livres de vulgarisation que j'ai lus. Il y a aussi le probléme de lentille gravitationnelle occasionnée par la masse des étoiles situées à l'avant plan dans l'amas.
    Cette question est peut étre stupide mais j'aimerais en avoir le coeur net. Merci pour la réponse (à mon niveau).

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  3. #2
    Gaétan

    Re : Amas globulaire et relativité générale

    Je pense qu'il ne faut pas s'inquiéter des effets de lentilles gravitationnelles occasionnés par les étoiles qui sont en avant plan. Seule une part insignifiante de la lumière passe suffisament proche de ces étoiles que pour être déviée. Le reste passe loin à côté et garde une trajectoire rectiligne.
    Pour les amas globulaires, je pense que leur densité et masse sont trop faible que pour occasionner un déviation dont on puisse tenir compte.
    Mais je suis pas sûr de tout ça.

  4. #3
    deep_turtle

    Re : Amas globulaire et relativité générale

    Je confirme la réponse de Gaetan. L'efficacité de l'effet de lentille gravitationnelle ne dépend pas que de la taille de l'objet qui joue le rôle de lentille. Il dépend de façon cruciale de la géométrie du système source lumineuse/lentille/observateur, et en particulier des distances relatives entre ces 3 acteurs... L'effet est optimal quand la lentille est à mi-chemin entre l'observateur et la source. Dans un amas globulaire, les étoiles qui sont susceptibles de jouer le rôle de lentille sont trop proches de celles qui jouent le rôle de source pour que cet effet soit important.
    Pour donner un ordre de grandeur, pour une source située à quelques milliers de parsecs de l'observateur (typique de la distance qui nous sépare des amas globulaires), et pour une lentille d'une masse solaire située à mi-chemin (effet optimal), un rayon lumineux doit passer à moins d'une unité astronomique (150 millions de kilomètres, soit un micro-parsec...) pour que la luminosité de l'étoile soit affectée de façon sensible (ça s'appelle le rayon d'Einstein , et oui encore lui...). Pour un gros amas globulaire (1 millions d'étoiles), ce rayon d'Einstein est multiplié par un facteur 1000, ce qui ne donne finalement qu'un milliparsec. Cette distance étant bien plus petite que la taille des amas globulaires, l'effet de lentille gravitationnelle est négligeable.

  5. #4
    deneb37

    Re : Amas globulaire et relativité générale

    D'accord pour le rayon d'Einstein mais les amas globulaires ne nous semblent-ils pas plus étendus du fait de la déviation de la lumière des étoiles du bord du disque quand elle passe devant les étoiles d'avant plan ce qui entrainerait une densité calculée moindre ?

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    deep_turtle

    Re : Amas globulaire et relativité générale

    Il faudrait que l'étoile d'avant-plan soit alignée avec l'étoile d'arrière-plan de façon très précise, à mieux qu'une fraction de micro-seconde d'arc ! Cela arrive peut-être pour une étoile dans un amas globulaire, par hasard, mais certainement pas pour plusieurs et encore moins de façon systématique.
    Et quand bien même cela arriverait, l'image d'arrière-plan serait décalée dans une direction quelconque, elle pourrait paraitre plus proche aussi bien que plus lointaine du centre de l'amas globulaire.
    Enfin, si cet effet était à l'œuvre, on s'en serait aperçu assez vite car le phénomène de lentille gravitationnelle fait pas que changer la position apparente des objets, il change aussi leur luminosité apparente. Si les étoiles du bord de l'amas globulaire étaient plus sujets à cet effet, on les verrait plus brillants que celles du centre, ce qui n'est pas le cas...
    Mais peut-être ai-je mal compris le sens de ta question ?
    Dernière modification par deep_turtle ; 02/06/2004 à 17h16.

  8. #6
    deneb37

    Re : Amas globulaire et relativité générale

    Non Deep_turtle, sur les photos, il y a saturation au centre donc on ne verrait pas l'augmentation de luminosité.
    Je vais préciser ma question:
    En 1919, lors de l'éclipse de Soleil, la déviation d'une étoile par la masse du Soleil était de 1,75" d'arc, les amas globulaires sont formés de 100 000 aines étoiles donc beaucoup plus massifs que le Soleil, la déviation devrait donc etre plus importante à mon avis. La distance (Terre-amas) à l'astre perturbateur change-t-il quelque chose ? La lumière provenant du bord du disque pourrait etre déviée et faire croire que l'amas est plus étendu. Je dois certainement avoir tort.

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  10. #7
    deep_turtle

    Re : Amas globulaire et relativité générale

    Attention ! que le rayon puisse être dévié d'une seconde d'arc au niveau de l'étoile-lentille ne veut pas dire que son image sur le ciel (pour nous) sera dévié d'une seconde d'arc !!! Il y a un facteur géométrique qui fait intervenir (comme je le mentionnais plus haut) les distances observateur-lentille et lentille-étoile source... Dans le cas d'une étoile source et d'une étoile lentille toutes deux situées dans l'amas globulaire, ce facteur géométrique est très défavorable.

    re-Attention ! On arrive parfaitement à faire des images d'amas globulaires qui ne soient pas saturées au centre et on peut résoudre les étoiles individuelles. C'est comme ça d'ailleurs qu'on arrive à déterminer de quelle population stellaire il s'agit.

    Dans le cas de l'expérience historique que tu mentionnes, on s'est intéressé à des rayons passés extrêmement près du Soleil (justement pour que l'effet soit bien visible). Dans le cas des amas globulaires, les rayons issus des étoiles externes, encore une fois, passent très loin du rayon d'Einstein de l'amas globulaire (et je devrais insister sur le fait que la situation est rendue encore plus défavorable par le fait que l'amas globulaire dépasse largement son rayon d'Einstein).

    Si tout ça te laisse sceptique, j'essaierai de faire un petit dessin...

  11. #8
    deneb37

    Re : Amas globulaire et relativité générale

    Non, ca va je suis rassuré, je ne comptais pas révolutionner l'astronomie.
    Merci

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