Comment a t'on découvert que le Soleil tourne autour du centre de notre Galaxie

[invite905563d8]

Bonjour,

Comment sait-on que le Soleil est en mouvement et qu’il tourne autour du centre galactique (trainant avec lui le système solaire y compris la terre) ?

Tout en sachant que tous les étoiles et les bras de la galaxie tournent aussi autour du centre galactique, ce qui veut dire que tous les constellations visibles depuis notre terre ne changent pas durant la rotation ! alors quelles indices ont mené les astronome a conclure que le système solaire est en rotation continu


Merci d’avance pour vos réponses
Cdlt
Kami
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[invite51d17075]

très probablement au départ par analogie avec ce qu'on observe pour les autres galaxies.
quand à la mesure actuelle du mouvement propre de notre soleil, je ne sais comment elle a été évaluée.

[Gilgamesh]

Bonjour,

Comment sait-on que le Soleil est en mouvement et qu’il tourne autour du centre galactique (trainant avec lui le système solaire y compris la terre) ?

Tout en sachant que tous les étoiles et les bras de la galaxie tournent aussi autour du centre galactique, ce qui veut dire que tous les constellations visibles depuis notre terre ne changent pas durant la rotation ! alors quelles indices ont mené les astronome a conclure que le système solaire est en rotation continu

Le Soleil ne traîne pas les planètes avec lui. Pas plus que la Terre ne traîne la Lune, ou nous même, autours du Soleil. Le Soleil et les planètes, et nous même, sommes en chute libre dans le champs de gravité de la Galaxie. Si le Soleil disparaissait comme par enchantement, nous continuerions cette orbite comme si de rien n'était.

Aparté : en particulier, la vidéos de DjSadhu qui fait des million de vue sur YT est complètement trompeuse (je vais faire comme si tu l'avais vu). Le benêt qui a réalisé la vidéo n'a pas pigé la relativité du mouvement, peut être le truc le plus basique de la Physique. Pour lui un mouvement EST ceci ou cela, dans l'absolu. Il pense qu'il est faux de représenter les orbites sur un plan tandis que le vrai mouvement devrait combiner l'orbite des planète avec le mouvement du Soleil. Le plus pathétique est qu'il pense proposer un nouveau système... Il n'est évidemment pas "nouveau" que le mouvement est relatif et que selon le référentiel il faille composer plusieurs mouvement. Cela date de Galilée, et ça marque la naissance de la science moderne. Par ailleurs la vidéo parle de "vortex" là où il s'agit d'une hélice (dans un vortex, qui est un terme de mécanique des fluides, on a des forces de friction visqueuses, ce qui n'est pas le cas dans la système solaire). Ensuite, si on veut faire les choses bien, l'angle formé par le plan du système solaire et le plan galactique n'est pas de 90° mais de 60°.

Et pour finir, si on veut se faire une vue d'ensemble, il faut composer nettement plus que deux mouvements. La Terre tourne autour du Soleil à une vitesse de 30 km/s. Le Soleil oscille autours du barycentre du système solaire. Le système solaire orbite autour du centre de la Galaxie à une vitesse de 230 km/s. Il se combine à ce mouvement une oscillation périodique de part et d'autre du plan galactique, du fait que la densité est plus élevée sur le plancher galactique. Le Soleil est à Z = 5 à 30 parsecs du plan équatorial galactique et s'en éloigne à la vitesse de 7 km/s. Il traverse ce plan 2.7 fois par orbite. Notre Galaxie et la grande galaxie d'Andromède tombent vers le centre du Groupe Local, chacune avec à une vitesse de 65 km/s. Le Groupe Local tombe en direction des super-amas de Centaurus et de Shapley, avec une vitesse de 627 km/s...

Pour calculer la vitesse du Soleil dans la Galaxie, il faut déjà se figurer le contexte général.

La Galaxie n'est pas une galette rigide qui tourne d'un bloc, mais un nuage d'étoiles et de gaz qui tourne "autours de sa propre masse", ce qu'on appelle un corps autogravitant. Comme c'est grosso modo symétrique on peut faire comme si toutes les étoiles, de masses négligeables orbitaient autours d'un centre de gravité concentrant toutes la masse et situé au centre du bulbe galactique (la partie centrale renflée). La période orbitale T (le temps mis pour boucler une orbite) dépend de la masse et de la distance au centre. Les étoiles proches du centre tournent plus vite sur une orbite plus courtes leur période est donc petite ; inversement les étoiles de la périphérie, tourne plus lentement sur une orbite élargie et leur période est longue. C'est la loi de Kepler et le résultat est une rotation différentielle.

Ce qu'il faut mesurer, c'est la courbe de rotation de la Galaxie, ou ce qui revient au même, sa masse. Historiquement, la première cartographie de la dynamique de la Galaxie a été obtenue par Oort dans les années 50 en observant la raie à 21 cm de l'hydrogène neutre. L'hydrogène est ubiquitaire dans la Galaxie, et en concentration plus grande dans les bras. L'hydrogène neutre émet un rayonnement à la longueur d'onde très précise de 21 cm et ce rayonnement n'est pas arrêtée par les poussières qui obscurcissent le plan galactique. On peut mesurer la vitesse des nuages galactiques par rapport à nous, par effet Doppler. Et en faisant ces mesures dans des directions de plus en plus écartées du centre galactique, il est possible de construire la courbe de rotation de notre Galaxie.

En plus de ce mouvement képlerien, le Soleil a un mouvement dit "propre", mesuré par rapport à son voisinage stellaire. Le Soleil est entouré d'autres étoiles qui effectuent le même périple, à la même vitesse grosso modo, et dans le même sens. Maintenant, si tu prends un échantillon suffisamment grand de ces étoiles voisines, tu définies un nouveau référentiel local (qui annule la vitesse de groupe) et dans ce référentiel local, le Soleil a une vitesse de 19,4 km/s. Sur la voûte céleste, le vecteur de cette vitesse particulière est dirigé vers un point appelé apex standard, dans la constellation d'Hercule (RA 18h, Dec. +30°). Le mouvement propre du soleil et de ses voisine fait que les position changent rapidement à l'échelle astronomique : en moins de 1 million d'années, tu ne reconnais quasiment plus aucune constellation. L'étoile qui a le mouvement propre angulaire sur la voûte céleste le plus rapide est l'étoile Barnard. Elle se rapproche et dans 11 700 années, elle sera la plus proche de la nôtre, à 3,8 al (Garcia-Sanchez, et al, 2001).