Courbe de rotation des galaxies

[PPathfindeRR]

Bonjour,

Je me pose plusieurs questions concernant les courbes de rotation des galaxies.

On nous apprend que dans une galaxie, les étoiles orbitent trop vite, et que cela est causé par la présence très probable d’une masse supplémentaire mais indétectable dans toutes longueurs d’onde.

Cette masse « manquante » pour expliquer les courbes de rotation observées des galaxies correspond à une hypothétique (quasi confirmé) de ce qu’on nomme actuellement « matière noire ».

Nous pouvons également observer cette masse supplémentaire de nature mystérieuse par la courbure de rayon lumineux en arrière plan de la galaxie (par lentille gravitationnelle), et que la masse totale d’une galaxie est loin de correspondre à la luminosité globale des étoiles qui la compose.

Mais il y a une chose que j’ai du mal à me représenter :

Si nous prenons le cas de notre système solaire, la vitesse orbitale des objets (planètes, astéroïdes) peut être décrient assez précisément avec les loi de Newton (excepté Mercure, je pense).

Mais si j’injecte un astéroïde de plus dans la ceinture d’astéroïde, il orbitera selon les lois de Newton.
A part l’interaction gravitationnelle qu’il pourrait éventuelle causé avec d’autre corps, mais il ne va pas faire accéléré tout les autre corps de la ceinture d’astéroïde.
Je peux ajouter autant d’astéroïde que je souhaite, cela ne changera rien sur leur vitesse orbitale.
Les objets (attirés principalement par le soleil), tombent tous à la même vitesse quelque soit leur masse !
(des masses raisonnablement assez infime comparer à celle du soleil, car sinon il affectera trop l’oscillation du soleil… voir se retrouver face à un problème à trois corps si la masse d’un corps est trop importante).

Ce que je peux supposer (peut-être à tors) :
Si j’injecte uniformément un nombre considérable de petits astéroïdes dans le système solaire et réduit la masse du soleil au centre de ce système…
pour obtenir un cas de figure plus analogue aux galaxies.
Alors je peux envisager que la masse globale du système solaire interne sera plus massif (plein d’astéroïde) et donc que la vitesse orbitale des objets externes augmenterait ?

Je peux donc comprendre, si c’est le cas, que dans une galaxie, s’il y a de la masse supplémentaire (matière noire) disons au centre d’une galaxie, cela affectera la vitesse orbitale des étoiles externes.

Mais dans touts les cas, plus un objet est éloigné du centre et plus sa vitesse orbitale est faible ?
Je ne comprend donc pas comment, les étoiles, quelque soit leur distance au centre, peuvent avoir la même vitesse ?!!!
Si je remplace la matière noire (cette masse manquante) par des étoiles… chaque étoile devrait suivre le même principe, avoir une vitesse de révolution qui décroit en fonction de la distance au centre ?!!!

Si vous pouvez m’aider à mieux comprendre le principe ?

Merci.
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[PPathfindeRR]

un peu d'aide ?

[jacquolintégrateur]

@ PPathindeRR
Bonsoir
Je crois savoir que l'hypothétique matière noire occupe une sphère centrée sur le centre de gravité de la Galaxie. Une étoile située à la distance r de ce centre n'est soumise (en dehors de l'action des autres étoiles) qu'à la gravité de la matière noire contenue dans le volume de cette sphère: cette gravité augmente donc avec r, ce qui permet, à la vitesse de rotation de l'étoile de diminuer moins vite. En fait, il y a presque un pallier dans la courbe de rotation.
Un point, situé à la distance r, à l'intérieur d'une masse sphérique, n'est soumis qu'à la gravité de la masse contenue dans le volume de rayon r.
Cordialement

[PPathfindeRR]

Je pense comprendre se que tu m'explique.
En fait c'est analogue à la supposition que j'ai faite :

Ce que je peux supposer (peut-être à tors) :
Si j’injecte uniformément un nombre considérable de petits astéroïdes dans le système solaire et réduit la masse du soleil au centre de ce système…
pour obtenir un cas de figure plus analogue aux galaxies.
Alors je peux envisager que la masse globale du système solaire interne sera plus massif (plein d’astéroïde) et donc que la vitesse orbitale des objets externes augmenterait ?

Et que cette question pour le cas d'une galaxie (une galaxie qui possède une masse plus ou mois uniformément répartie), n'est pas valable :

Mais dans touts les cas, plus un objet est éloigné du centre et plus sa vitesse orbitale est faible ?

Car dans le cas de notre système solaire... Le soleil, la masse centrale considérée dans ce cas de figure, elle ne varie pas
Pour notre système solaire dont la masse centrale considérée ne varie pas, il est naturel que plus un corps est éloigné et plus sa vitesse orbitale décroit.

Dans le cas du galaxie (dont la masse est + ou - uniformément répartie), on doit considérer toute la masse (étoile et matière noire) à l'intérieur de l'orbite d'une étoile.
Plus une étoile est éloignée du centre galactique et plus son orbite est grande... donc l'espace interne de cette plus grande orbite occupera plus de place, elle contiendra donc plus de masse (étoile et matière noire).
Dans une galaxie on considère la masse totale à l'intérieur de l'orbite d'une étoile pour décrire sa vitesse de révolution... un peu à l'image (abusive) d'un soleil grossissant de rayon équivalent à la distance de l'étoile au centre galactique ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[jacquolintégrateur]

Dans une galaxie on considère la masse totale à l'intérieur de l'orbite d'une étoile pour décrire sa vitesse de révolution... un peu à l'image (abusive) d'un soleil grossissant de rayon équivalent à la distance de l'étoile au centre galactique ?

Il faudrait faire le calcul détaillé mais c'est ça.
Cordialement

[PPathfindeRR]

merci pour la confirmation !

[Mailou75]

Salut,

Une étoile située à la distance r de ce centre n'est soumise (en dehors de l'action des autres étoiles) qu'à la gravité de la matière noire contenue dans le volume de cette sphère

C'est tout de même étrange que l'on néglige la gravité de la matière noire située au delà de r :
En général on dit que la gravité engendrée par une coque de matière est nulle au centre or dans le cas présent on est au bord, non ?

[invite57f37970]

En général on dit que la gravité engendrée par une coque de matière est nulle au centre or dans le cas présent on est au bord, non ?

Bonjour,
Non c'est bien partout à l'intérieur de la coque que la gravité est nulle, pas juste au centre exact. Ca peut se voir en appliquant le théorème de Gauss sur une sphère et en utilisant la symétrie sphérique.

[Mailou75]

Ok j'ai rien dit alors

(Je vais te faire confiance sur la démonstration...)

[invite5e279b10]

est-ce que vous pourriez-t-il donner la formule de la vitesse théorique en fonction du rayon (ou un site qui la donne)? Merci d'avance!

[Mailou75]

est-ce que vous pourriez-t-il donner la formule de la vitesse théorique en fonction du rayon (ou un site qui la donne)? Merci d'avance!

C'est l'observation qui donne la courbe (qq chose dans ce gout là : http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post4511412)
La formule te donnera la théorie (vraie ou pas...) qui va avec !

C'est comme pour l'expansion la formule ne pourra jamais te dire autre chose que l'observation,
si c'est le cas on change la formule (constantes) mais aucun souci à se faire sur la théorie, elle ne changera pas elle !

[invite5e279b10]

il y a une différence entre la courbe théorique et la courbe observée. Ce que je cherche c'est l'établissement de la courbe théorique (A ici).

[invite417be55c]

Quelque chose comme ça ?