Pourquoi la Voie lactée ne s'éfondre pas sous son propre poids ?

[potatoes16]

Elle est hyper massive , c'est la rotation des systèmes stellaire qui empêche l'effondrement ?
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[f6bes]

B O N J O U R à toi,
Merci
A+

[Gilgamesh]

Oui, c'est la rotation. Les étoiles, le gaz, la matière noire composant la Galaxie sont en orbite autours du centre de masse commun.

[Mailou75]

Salut,

Ça ne se mord pas la queue cette histoire ?

On calcule une vitesse de rotation puis on dit : attention sans matière noire (masse en fait) la force centrifuge éjecterait les étoiles
Puis je lis ici que c'est cette force centrifuge qui maintient l'équilibre...

Un petit développement sioupli ?
Merci
Mailou

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

Salut,

Ça ne se mord pas la queue cette histoire ?

On calcule une vitesse de rotation puis on dit : attention sans matière noire (masse en fait) la force centrifuge éjecterait les étoiles
Puis je lis ici que c'est cette force centrifuge qui maintient l'équilibre...

Un petit développement sioupli ?
Merci
Mailou

On ne calcule pas la vitesse de rotation, on l'observe. Puis on dit : eeeeeh, mais ça va trop vite, il doit y avoir une masse invisible à nos télescopes, pour compenser la force centrifuge apparemment excédentaire.

[potatoes16]

B O N J O U R à toi,
Merci
A+

Bonsoir excusé moi .

[potatoes16]

Et un jour pourrait t'elle s'effondrée ?

[Gilgamesh]

Et un jour pourrait t'elle s'effondrer ?

Porte plus d'attention à ton orthographe, ça pique les yeux.


Pour qu'un corps s'effondre gravitationnellement, il faut qu'il rayonne son énergie orbitale. Sinon, la conservation de l'énergie, de l'impulsion et du moment de rotation fait que le système conserve son énergie mécanique et continue sur son erre in vita aeternam. Pour s'effondrer il faut donc dégrader son énergie mécanique sous forme de chaleur et de rayonnement qui s'évacue du système.

Dans le cas d'un nuage qui s'effondre pour former une étoile, le rayonnement est électromagnétique : le gaz émet des infrarouges, il se refroidit et il se contracte en conséquence. Pour rayonner des infrarouges il faut de chocs entre les molécule de gaz : le phénomène est d'autant plus efficace que le gaz est dense.

Si une galaxie n'était formée que de gaz, on pourrait imaginer un lent processus par lequel le gaz se contracterait jusqu'au bout en rayonnant son énergie (c'est du reste par un processus analogue que le halo de gaz intergalactique au sein duquel baignent les amas de galaxies se contracte, en émettant des rayons X plutot que des infrarouges, vu sa température)

Mais il y a aussi des étoiles dans la galaxie et celles-ci ne s'entrechoquent pas comme le font des molécules de gaz car elles sont trop éloignées les unes des autres (de plus de un million de fois leur diamètre) et leur mouvement n'est pas assez véloce pour multiplier les occasions de rencontre nécessaire à la dégradation de l'énergie mécanique. Si le milieu stellaire était très collisionnel, chaque collision verrait une partie de l'énergie orbitale des étoiles partir sous forme de rayonnement et de chaleur et les galaxies se contracteraient, mais ce n'est pas le cas. La ruche stellaire forme un système extrêmement conservatif sur le plan de l'énergie mécanique et en première approximation une galaxie est éternelle : même si au bout compte les étoiles s'éteignent, elle conservent leur mouvement orbital et la galaxie conserve son énergie mécanique.

Pour être complet il faut mentionner toutefois deux modes de déperdition, qui doivent finir par l'emporter sur le très très long terme :

Le premier est ce qu'on appel "l'évaporation gravitationnelle (ou catastrophe gravothermique)". Dans les environnements stellaires denses, comme celui des amas globulaires, les étoiles ont de multiples occasions de s'approcher assez près les unes les autres pour échanger du mouvement orbital. Au cours de certaines interactions, une des étoiles peut atteindre la vitesse de libération de l'amas et s'échapper, emportant avec elle une partie de l'énergie gravitationnelle, ce qui provoque en contrepartie la contraction de l'amas. Le terme "catastrophe" fait allusion au fait que le phénomène peut s'emballer (puisque plus l'amas est dense, plus les occasions de se frôler augmentent). Pour les galaxies, ça reste un phénomène de très très long terme.

Le second est encore plus négligeable (mais tout aussi inexorable sur le très très très long terme) et résulte du fait qu'une masse qui accélère rayonne de l'énergie sous forme d'ondes gravitationnelles. Ce phénomène ne produit des effets sensibles que pour des corps très compacts (trous noirs, étoiles à neutron) en orbites très rapprochées. Dans le cas d'une galaxie, il faudrait attendre des durées des milliards de fois supérieures à l'âge de l'Univers pour dissiper toute l'énergie orbitale. Si on se place sur ces ordres de durées néanmoins, ça parait inévitable.

a+

[Mailou75]

Et un jour pourrait t'elle s'effondrer ?

Clair, ça pique même encore un peu

[Mailou75]

Le second est encore plus négligeable (mais tout aussi inexorable sur le très très très long terme) et résulte du fait qu'une masse qui accélère rayonne de l'énergie sous forme d'ondes gravitationnelles. Ce phénomène ne produit des sensibles que pour des corps très compact (trou noir, étoile à neutron) en orbite très rapprochées. Dans le cas d'une galaxie, il faudrait attendre des durées des milliard de fois supérieure à l'âge de l'Univers pour dissiper toute l'énergie orbitale. Si on se place sur ces ordre de durées néanmoins, ça parait inévitable.

Je trouve ça étrange ce lien avec des ondes gravitationnelles... si j'ai bien compris la masse d'un système de N objets est plus petite que la somme des masses des N objets pesés séparément.
Et que l'on attribue cette différence de masse (d’énergie ?) au fait que les objets soient en équilibre dans un système gravitationnel.
Et là tu dis que lorsqu'un objet "tombe" (se lie à l'autre objet) il émet des ondes gravitationnelles...
Faut il en conclure que ces ondes ont une "énergie négative" puisque au terme de la chute le système a plus d'énergie (masse)?
Ou est-ce l'énergie qui passe de : mouvement à masse ?..

Merci d'avance
Mailou

[potatoes16]

merci à vous tous , pardon pour mon orthographe médiocre.

[Gilgamesh]

Je trouve ça étrange ce lien avec des ondes gravitationnelles... si j'ai bien compris la masse d'un système de N objets est plus petite que la somme des masses des N objets pesés séparément.

Toujours et quelle que soit la force, c'est une forme de définition : un système lié contient moins d'énergie que ce même système formé de ses constituants libres. Mais ça n'a rien à voir spécifiquement avec les OG (c'est vrai tout autant en gravité newtonienne, en électromagnétisme, etc).

Et que l'on attribue cette différence de masse (d’énergie ?) au fait que les objets soient en équilibre dans un système gravitationnel.

L'énergie et la masse gravitent pareils. Le différentiel d'énergie provient du fait que pour se lier, les constituant du système ont perdu de l'énergie potentielle, ou ce qui revient au même, que pour les séparer il faut dépenser de l'énergie correspondant à cet écart. Ca n'a rien à voir avec l'équilibre. En fait la conservation du moment de rotation qui obligent les corps à orbiter à une certaine distance du centre de masse empêche que la liaison soit complète (c'est à dire en l'occurrence que tout s'effondre pour former un trou noir massif).

Et là tu dis que lorsqu'un objet "tombe" (se lie à l'autre objet) il émet des ondes gravitationnelles...
Faut il en conclure que ces ondes ont une "énergie négative" puisque au terme de la chute le système a plus d'énergie (masse)?
Ou est-ce l'énergie qui passe de : mouvement à masse ?..

Les OG ont une énergie positive, ce qui est émis correspond à une fraction de l'énergie potentielle que le système doit perdre pour se lier plus fortement : au terme de la chute le système a moins d'énergie.

Mais ce processus d'émission est extrêmement inefficace. La luminosité gravitationnelle (la puissance émise sous forme d'OG) est de l'ordre de :

Q = G c^-5 s² w⁶ M² R⁴

avec :
G la constante de gravitation,
c la vitesse de la lumière,
w la fréquence d'évolution (et donc d'émission),
R, M la taille et la masse typiques du système
s le "facteur d'écart à la symétrie sphérique"
voir le dossier de Rincevent sur Futura

Du fait que Gc^-5 est un nombre extraordinairement petit (~10^-53) il faut que le reste de l'expression qui fait intervenir l'écart à la sphéricité, la masse, l'accélération et le rayon atteigne des valeurs réellement considérables pour que le processus devienne efficace.

Les processus visqueux au sens large (collisions, friction gazeuse, couplage magnétique, processus gravothermique...), qui se traduisent par l'émission de rayonnement électromagnétique ou par l'éjection de masse sont bien plus efficaces et ce sont eux qui structurent l'univers depuis la constitution des amas de galaxie jusqu'à la formation des planètes.

a+

[Mailou75]

...

Merci pour ta réponse, il va falloir que je médite un peu la dessus