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Poussières entre bras galaxies spirales




  1. #1
    curiossss

    Poussières entre bras galaxies spirales

    Bonjour,

    J'ai lu que les poussières galactiques se concentraient au niveau des bras galactiques (vous confirmez ?).

    Mais que la concentration des étoiles (si on ne compte pas les plus jeunes) est grosso-modo uniformément répartie sur tout le disque.

    Ceci me parait contradictoire : pourquoi étoiles et poussières (et gaz) se comporteraient différemment vis-à-vis de la gravité ?

    Merci

    -----


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  3. #2
    f6bes

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Bjr à toi ,
    pour moi je verrais la concentration des étoiles d'une autre façon.
    Les bras des galaxies sont "plus lumineux" que l'ensemble de la galaxie.
    Donc cela suppose qu'il y a PLUS d'étoiles ( luminosité ), dans les bras.

    Bonne journée
    "Ce fut la goutte d'eau de trop qui mit le feu aux poudres!"

  4. #3
    curiossss

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Bonjour,

    Les bras sont plus lumineux car ils sont une pépinière d'étoiles.

    Les bras sont aussi d'une plus forte concentration de matière, étoiles et gaz confondus, comme les bouchons en accordéon sur autoroute sont des concentrations de véhicules.

    Ce qui me trouble c'est de lire que les poussières et gaz sont surtout sur les bras. Je pense que c'est une coquille ou mal formulé.


  5. #4
    Gilgamesh

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    Bonjour,

    J'ai lu que les poussières galactiques se concentraient au niveau des bras galactiques (vous confirmez ?).

    Mais que la concentration des étoiles (si on ne compte pas les plus jeunes) est grosso-modo uniformément répartie sur tout le disque.

    Ceci me parait contradictoire : pourquoi étoiles et poussières (et gaz) se comporteraient différemment vis-à-vis de la gravité ?

    Merci
    Que ce soit le gaz, les poussières ou les étoiles, on a un profil de distribution exponentiel de part et d'autre du plan galactique, avec comme paramètre une hauteur caractéristique β.

    D(z) = D0 e−|z|/β

    edit : ça ne fait pas disparaître la question, ceci dit.

    source : Components of the Milky Way Galaxy
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    Dernière modification par Gilgamesh ; 15/05/2019 à 21h27.
    Parcours Etranges

  6. #5
    curiossss

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Bonsoir,

    Vu que je n'ai pas reçu une réponse dans les 5mn disant que bien sûr poussières et étoiles ont la même distribution (au détail près que lorsqu'une nouvelle étoile se forme il y a ponctuellement plus d'étoiles et moins de poussières), alors je crains qu'effectivement gaz et poussières se positionnent sagement sur les bras et ont (?) donc une vitesse de rotation différente autour du coeur de la galaxie.

    Et ça, si c'est vrai, j'aimerais en connaitre la cause.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Gilgamesh

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    Bonsoir,

    Vu que je n'ai pas reçu une réponse dans les 5mn disant que bien sûr poussières et étoiles ont la même distribution (au détail près que lorsqu'une nouvelle étoile se forme il y a ponctuellement plus d'étoiles et moins de poussières), alors je crains qu'effectivement gaz et poussières se positionnent sagement sur les bras et ont (?) donc une vitesse de rotation différente autour du coeur de la galaxie.

    Et ça, si c'est vrai, j'aimerais en connaitre la cause.
    Ce serait pas mal que tu fasse au moins mine de répondre à la réponse apportée ; ceci dit, je vois bien que ça ne correspondait pas à ta question, qui est plus simple, si je re-comprends bien.

    Je reposte ça :

    Au départ, à l'observation des bras spiraux des galaxies, on pourrait s'imaginer qu'il s'agit de structures composées d'étoiles qui se meuvent de concert autours du centre de masse. Mais dynamiquement, ça ne tient pas : les étoiles centrales tournent plus vite que les étoiles périphériques (loi de Képler) et les bras devraient s'enrouler indéfiniment, ce qui n'est pas observé.

    L'idée des ondes de densité (Lin & Shu, 1964) est que les bras sont des structures auto entretenues par le fait que les étoiles (et le gaz) rencontrent à ce niveau une densité un peu plus forte (~ +10 à 20% en ordre de grandeur) : approchant du bras, elles vont y "plonger", vu que la gravité y est un peu plus élevées, et mettre un peu plus de temps à en sortir, pour la même raison ; et ceci va entretenir l'écart de densité, à l'instar d'un embouteillage qui force les voitures à stagner sur place et les libère avec retard, ce qui entretient en son sein l'écart à la densité de voitures avec le reste du réseau routier. L'orientation des bras donne bien le sens intuitif du mouvement général mais si tu visualises leurs positions successive de millions d'années en millions d'années tu t’aperçois qu'ils remontent lentement le courant au lieu d'avancer avec. L'onde de densité se propage 'vers l'arrière', comme un embouteillage.

    Sauf sur le cercle dit de corotation, les étoiles n'ont pas la même vitesse angulaire que celle du bras galactique qui est donc tout le temps composé de nouvelles étoiles. Mais il y a a peu près le même nombre d'étoiles sur toute le périmètre d'une galaxie. Ce qui fait que les bras brillent plus, et d'une lumière bleutée, c'est qu'il n'y a que là que l'on peut trouver des étoiles massives, de hautes température (rayonnant dans le bleu), haute luminosité (les bras sont plus brillants) et faible durée de vie (elles n'ont pas le temps de quitter le bras).

    En lien avec ça, ce qui "fait" la spirale, c'est la présence de gaz en abondance. En gros :

    galaxie spirale = galaxie riche en gaz
    galaxie elliptique = galaxie 'dégazée'.

    Les spirales sont a priori un stade évolué de galaxies naines - sans bras - qui évoluent lentement et par bouffée de formation stellaire. En fusionnant elles forment des structures qui finissent par former des étoiles de façon autonome à cause des ondes de densité qui les traversent : des spirales. Sinon, elles évoluent peu sur des temps cosmologiques et 'servent' de réserve de gaz frais.

    Quand deux spirales fusionnent les étoiles s'ignorent (leur diamètre est vraiment trop infime) mais les nuages de gaz s'affrontent et cela donne naissance à d'énormes bouffées stellaires qui consomment le gaz galactique. Privée de gaz, la galaxie évolue en un essaim d'étoiles qui se redistribuent leur vitesse et finissent par former une vaste ruche d'étoiles agées (dans les jaune orange) orbitant à toutes les latitudes : des elliptiques.

    Si ce scénario "hiérarchique" est exact, et comme l'Univers n'est formé que de gaz à l'origine, on pressent que la spirale est un stade primitif et l'elliptique un stade évolué.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 16/05/2019 à 00h18.
    Parcours Etranges

  9. #7
    curiossss

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Merci Gilgamesh,

    Tu fais référence à une question posée que je ne vois pas. Du texte a dû se perdre...

    Je connais le contenu du texte que tu as posté.

    Pour ce qui est de ma question "est-ce que la concentration de gaz dans les bras est plus élevée que celle des étoiles (vis-à-vis du reste de la galaxie) j'aurais plutôt dû demandé si c'est vrai qu'on a constaté, observé, une plus forte concentration de poussières dans les bras.

    Réflexion faite j'entrevois un début d'explication.
    Les trajectoires des étoiles et poussières ne sont pas parfaitement circulaires ce qui implique une interférence entre les couches concentriques. On peut alors observer le même phénomène que lors des chocs de galaxies : les étoiles suivent leur chemin, les gaz interfèrent et échangent leurs vitesses cinétiques. Dès lors il doit aussi se produire des 'embouteillages'.
    Les gaz devraient aussi migrer progressivement du centre de la galaxie vers une zone médiane, et inversement les gaz des bords migrer vers des orbites plus internes...

    Ps : par extension une question me vient : les galaxies aspirent préférentiellement les gaz des amas globulaires orbitant autour ?

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  11. #8
    Gilgamesh

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    Merci Gilgamesh,

    Tu fais référence à une question posée que je ne vois pas. Du texte a dû se perdre...

    Je connais le contenu du texte que tu as posté.

    Pour ce qui est de ma question "est-ce que la concentration de gaz dans les bras est plus élevée que celle des étoiles (vis-à-vis du reste de la galaxie) j'aurais plutôt dû demandé si c'est vrai qu'on a constaté, observé, une plus forte concentration de poussières dans les bras.
    Oui, la poussière associées aux région de formations stellaires, dans les bras.

    Ci dessous Andromède en infrarouge lointain (là où rayonnent les poussières). Les poussières sont ensuite détruites par le rayonnement UV des étoiles chaudes.
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    Parcours Etranges

  12. #9
    pascelus

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    L'idée des ondes de densité (Lin & Shu, 1964) est que les bras sont des structures auto entretenues par le fait que les étoiles (et le gaz) rencontrent à ce niveau une densité un peu plus forte (~ +10 à 20% en ordre de grandeur) : approchant du bras, elles vont y "plonger", vu que la gravité y est un peu plus élevées, et mettre un peu plus de temps à en sortir, pour la même raison ; et ceci va entretenir l'écart de densité, à l'instar d'un embouteillage qui force les voitures à stagner sur place et les libère avec retard, ce qui entretient en son sein l'écart à la densité de voitures avec le reste du réseau routier. L'orientation des bras donne bien le sens intuitif du mouvement général mais si tu visualises leurs positions successive de millions d'années en millions d'années tu t’aperçois qu'ils remontent lentement le courant au lieu d'avancer avec. L'onde de densité se propage 'vers l'arrière', comme un embouteillage. ...
    Pour qu'il y ait onde il faut fluctuation de quelque chose. Qu'est ce qui initie l'onde de densité des bras spiraux? Pour une onde remontant un flux routier il faut qu'un véhicule ralentisse au départ.
    "L'imagination est plus importante que le savoir." A.E.

  13. #10
    Gilgamesh

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Citation Envoyé par pascelus Voir le message
    Pour qu'il y ait onde il faut fluctuation de quelque chose. Qu'est ce qui initie l'onde de densité des bras spiraux? Pour une onde remontant un flux routier il faut qu'un véhicule ralentisse au départ.
    On peut l'expliquer assez facilement en modélisant les orbites galactiques comme indiqués ci dessous. Je ne sais plus pourquoi on a ce décalage de l'argument du périastre mais tu vois que ça produit des zones de surdensité.
    Images attachées Images attachées
    Parcours Etranges

  14. #11
    pascelus

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    On peut l'expliquer assez facilement en modélisant les orbites galactiques comme indiqués ci dessous. Je ne sais plus pourquoi on a ce décalage de l'argument du périastre mais tu vois que ça produit des zones de surdensité.
    Oui mais là cela semble décrire une situation où les étoiles proches du centre seraient plus rapides que les extérieures, sinon pourquoi les apsides se décaleraient?
    "L'imagination est plus importante que le savoir." A.E.

  15. #12
    Mailou75

    Re : Poussières entre bras galaxies spirales

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    On peut l'expliquer assez facilement en modélisant les orbites galactiques comme indiqués ci dessous. Je ne sais plus pourquoi on a ce décalage de l'argument du périastre mais tu vois que ça produit des zones de surdensité.
    Salut,

    Tu en avais link un du même genre une fois, en plus précis, mais j’osais pas demander... La vraie question c’est pourquoi les orbites sont elliptiques et pourquoi il n’y a pas de periastre (l’ellispe est centrée et devrait eltre ronde...).

    Merci
    Trollus vulgaris

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