Plans de rotation galactiques

[danjotg]

Salutations générales...L'autre jour,en regardant des vues de grands télescopes sur l'univers lointain,pour une fois j'ai été frappé par les multiples orientations des plans galactiques que l'on pouvait cerner(galaxies vues par la tranche..par dessus..inclinées à droite,à gauche..etc..).
Depuis,je me poses la question peut-être idiote(tout en ayant quelques lueurs sur la relativité générale je n'en tutoies pas ses équations)à savoir:les lois de la gravitation expliquent-elles précisément toutes ces dispositions spatiales des plans de rotation des galaxies?A savoir même,leur sens de rotation?
Pour bien préciser je diraisar rapport à un référentiel;dans un amas de 10 galaxies en intéraction gravitationnelle dont on a pu déterminer tout ce dont il nous faut(position,masse..etc..),si l'on connait aussi précisément l'orientation des plans galactiques de 9 d'entre-elles,la relativité générale permet-elle de calculerl'orientation de la dixiême par rapport à ce référentiel(ainsi que son sens de rotation)? C'est bête,mais pour ce que j'en connais,j'ai un doute.Rassurez-moi SVP..(c'est pas possible de poser des questions pareilles!!)
Merci d'avance
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[physeb]

Bonjour à toi,

je te rassures tout de suite, ta question est loin d'être bête. Si on considère uniquement des galaxies de champs (hors des amas de galaxies) la répartition angulaire et le sens de rotation des galaxies spirales est attendue comme "equiprobablement" distribué. Elles sont d'ailleurs mesurées comme telles.

Dans la pratique, on utilise cette propriété pour calibrer les estimateurs ainsi que les images pour faire du lentillage gravitationnel faible (weak-lensing shear). La distribution aléatoire des disques (et donc de l'ellipticité des galaxies) garantie que la fonction de corrélation d'ellipticité est nulle. En revanche, en présance d'une une source gravitationnelle (comme un amas de galaxies) dans le champs observé, cette fonction de corrélation n'est plus nulle car la courbure gavitationnelle exercée par l'amas créé une corrélation dans l distribution des ellipticités mesurées (des galaxies d'arrière plan donc or de l'amas). On remonte alors à la distribution de matière de l'amas source.

Cependant, pour que cela soit parfait, il faudrait que les ellipticités des galaxies contenues dans l'amas même soient également aléatoire. Or des études récentes montrent que ce n'est pas le cas à cause des effets de marrées gravitationnelles engendrées par les galaxies voisines. Cela implique des erreurs systématiques dans les estimations de shear qui sont assez importantes pour les prochaines expériences (comme LSST). Il s'agit donc là d'une question d'actualité sur laquelle des gens travail.

Toutes mes excuses pour cette digression mais je voulais te montrer l'intérêt de ta question dans le contexte actuel. Pour répondre plus directement à ta question je dirai que le sens de rotation des galaxies est déterminé au tout début de l'effondrement de ces objets. Les galaxies voisines qui arrivent bien plus tard dans leur vie ne changent pas grand chose à cela. En revanche, pour ce qui est de l'orientation des disques c'est plus compliqué. Dans ce cas, les conditions initiales de l'effondrement est prédominante pour l'orientation mais une galaxie d'amas va bouger dans le potentiel de ce dernier et interragira avec d'autres galaxies au cours de sa vie ce qui peut changer sensiblement son orientation.

Pour conclure, les équations de la relativité ne permettent pas de détermnier ces propriétés pour une galaxies en les connaissant pour ses voisines à cause du caractère non relaxé des objets observés. Les conditions initiales de formation de chacune de ces galaxies ne sont pas négligeables.

[danjotg]

Merci à toi pour cette explication vraiment très nette.A mon niveau cela démythifie quand même la relativité générale car à ce niveau d'organisation de la matière dans l'univers il me semble qu'une théorie de la gravitation vraiment complète ne devrait pas poser aux physiciens les problèmes que tu soulèves dans ta réponse.Mais je ne suis pas physicien...Un grand merci a toi