Rotation des galaxies.

[papy-alain]

Bonjour à tous.

La vitesse de rotation des étoiles périphériques implique une masse que l'on ne soupçonnait pas et qui a amené la conclusion de présence de matière noire.
Mais est on certain que ces étoiles éloignées du centre galactique ne sont pas en train de se faire la malle ?
Lorsqu'on observe une galaxie spirale, peut on mesurer avec précision la trajectoire de chaque étoile prise individuellement ?

Merci par avance de vos avis éclairés.
-----

[Deedee81]

Salut,

Mais est on certain que ces étoiles éloignées du centre galactique ne sont pas en train de se faire la malle ?

Non

Mais ce serait complètement dingue que les étoiles foutent le camp maintenant (si elles le faisaient depuis des milliards d'années la galaxie serait totalement dispersée). Et aussi pour les autres galaxies proches (dont on peut mesurer aussi les vitesses des étoiles). Et en même temps que notre galaxies, ça alors

Et comme par hasard encore pire : les amas de galaxies seraient en train se se disloquer alors qu'ils "tenaient" depuis des milliards d'années (c'est comme ça que l'anomalie fut découverte d'ailleurs, les étoiles c'est venu après).
Et la gravité serait un peu différente de ce qu'on croit et provoquerait des effets de lentilles ou de microlentilles gravitationnelles reproduisant comme par hasard l'anomalie correspondant à ces vitesses ?

Il y a beaucoup d'hypothèses pour la matière noire (y compris une gravité modifiée). Mais là, non, ce n'est vraiment pas plausible. ou alors on a pas de chance, VRAIMENT pas de chance.

[papy-alain]

Ma question sous-entendait la possibilité que ces fuites d'étoiles se soient toujours produites, que ce soit maintenant ou dans le passé.
Par ailleurs, l'argument selon lequel les galaxies spirales se seraient disloquées depuis longtemps ne vaut que s'il n'y avait plus de gaz permettant de générer sans cesse de nouveaux astres, ce qui assure une sorte de renouvellement. Toutes les galaxies sont de vraies pouponnières d'étoiles, c'est bien connu.
Mon questionnement provient du fait que la mesure du rayonnement infrarouge omnidirectionnel montre à peu de chose près la même intensité,qu'il provienne des amas galactiques ou, au contraire, des grandes zones de vide. Cela signifie qu'il y a autant d'étoiles isolées dans ces grands espaces qu'au sein des amas de galaxies.
Comme ces zones de vide ne contiennent pas ou peu de gaz, toutes ces étoiles doivent bien venir de quelque part, non ?
D'où les questions que je me pose à ce sujet.

[Deedee81]

Ma question sous-entendait la possibilité que ces fuites d'étoiles se soient toujours produites, que ce soit maintenant ou dans le passé.
Par ailleurs, l'argument selon lequel les galaxies spirales se seraient disloquées depuis longtemps ne vaut que s'il n'y avait plus de gaz permettant de générer sans cesse de nouveaux astres, ce qui assure une sorte de renouvellement. Toutes les galaxies sont de vraies pouponnières d'étoiles, c'est bien connu.

La vitesse des étoiles est vraiment beaucoup plus grande que celle d'une orbite avec la masse visible (ne pas oublier qu'exprimée en terme des masses, la matière noire c'est six fois plus que la masse visible). La galaxie se viderait bien plus vite que les étoiles ne naissent (il n'y a que 7 étoiles qui apparaissent chaque année, en moyenne). Sans compter que le gaz aussi serait éjecté, défavorisant la création d'étoiles. De plus comme les étoiles ont une longue durée de vie (typiquemque quelques milliards d'années), ces étoiles "perudes" formeraient un disque qui s'étendrait jusqu'à Andromède.... et ce n'est pas le cas.

Et attention les "grandes zones de vide" ne sont pas si vides que ça. On y trouve des galaxies. Il y en a moins c'est tout. De plus le rayonnement (radio, IR) provient aussi de devant et derrière ces zones. L'univers a trois dimensions. Sans compter le gaz chaud qui émet beaucoup de IR et qui est vraiment partout.

EDIT Ah oui il existe un mécanisme appelé de "refroidissement dynamique" utilisé avec les gaz (c'est un des mécanismes de refroidissement de l'hélium en physique des basses températures) mais qui s'applique ici. Après la perte d'étoiles rapides il resterait une galaxie avec des étoiles allant à vitesse "normale". Et ce processus ne prendrait que quelque millions d'années. Pzrce que dire "elles vont trop vite, peut-être qu'elles vont s'échapper", c'est bien joli, mais dire pourquoi elles attendent des millions d'années pour jouer les filles de l'air serait mieux (qu'est qui les a accéléré ???). Ce mécanisme dynamique existe d'ailleurs et on perd bien quelques étoiles de temps à autres (enfin, c'est surtout dans les amas globulaire que ça se produit, les galaxies spirales sont plus "calmes")

C'est bien les idées... Moi j'en ai deux ou trois par jours (mais j'évite d'en parler à cause de la charte que tu sembles avoir oublié, même une question sur une idée "bizarre" ce n'est pas en charte). Mais des idées quantitatives c'est mieux (et ça évite le ridicule Je me permet car "les galaxies perdent leur étoiles" c'est grumpfffff rire étouffé )

[A voir en vidéo sur Futura]

[papy-alain]

Ne t'énerve pas, Deedee. Je ne cherche pas à développer une théorie personnelle, juste chercher une réponse à ma question initiale : comment fait on pour mesurer la trajectoire des étoiles au sein des galaxies ?
La vitesse de rotation est mesurée par effet Doppler, mais cela se fait sur un paquet de centaines de millions d'étoiles et ça ne dit rien sur la trajectoire précise de chacune d'entre elles prises individuellement.

[Deedee81]

Salkut,

Je ne m'énerve pas, je voulais juste prevenir (si je m'étais énervé je serais devenu tout vert.... ce qui est bien normal vu que je suis daltonien )

comment fait on pour mesurer la trajectoire des étoiles au sein des galaxies ?

Mais alors tu aurais pu te limiter à cette question et ne pas lancer une hypothèse sur la matière noire

On ne sait pas. Ca se déplace "trop lentement" à l'échelle d'une vie humaine. On ne peut qu'extrapoler le vecteur vitesse, au mieux.
Mais le plus souvent on fait l'inverse en remontant le temps et on le fait aussi en comparant de nombreuses étoiles, ce qui permet de remarquer l'existence des "paquets d'étoiles" suivant globalement la même trajectoire (elles ont des âges, des compositions et des vitesses proches). On en connaissait plusieurs mais Gaïa a énormément étoffé la moisson. Ce sont généralement des restes de fusion avec des galaxies naines. Gilgamesh doit avoir des données plus précises là-dessus (pour le coup là c'est moi qui suit qualitatif, je sais juste ce que j'ai lu sur le sujet dans PLS).

Ces "paquets" d'étoiles (qui ont tendance à "semer de petits cailloux", c'est-à-dire à former des queues d'étoiles derrières eux) donnent de bonnes infos sur les trajectoires passées mais le futur ne peut évidemment qu'être extrapolé.

La vitesse de rotation est mesurée par effet Doppler

Non pire encore. Ca, ça donne juste la vitesse radiale (par rapport à nous, pas par rapport au centre de la galaxie). Il faut aussi mesurer le déplacement propre (vitesse transversale) ce qui est difficile et leur distance. On ne savait le faire que pour des étoiles proches (pour avoir des déplacements suffisant et une mesure de distance par parallaxe). Ca donnait une vision très imprécise de la forme exacte de notre galaxie. Là aussi Gaïa a énormément apporté (et quelques satellites avant, dont Fipparcos, qui a permet d'améliorer de manière très fine les "chandelles" des Céphéides), ce sont des millions de déplacement propre et de parallaxe que la sonde a fait. Ca a permis d'avoir une cartographie très précise et de confirmer par exemple que la voie lactée est une spirale barrée. Mais ça reste un quasi instantané, ça ne donne pas les trajectoires sur le long terme.

Mais bien entendu, tout ça ne change pas le résultat sur les orbites. Si (presque) toutes les étoiles allaient trop vite pour être en orbite, la galaxie perdrait des millions d'étoiles chaque année contre une petite dizaine qui naissent (ce n'est pas juste "quelques étoiles" sur les 200 milliards qui sont trop rapides, sinon on ne parlerait pas de "masse manquante" !!!!). Sans compter les autres effets concordant que j'ai cité (il y en a un autre que je n'ai pas donné : les modèles de formation des grandes structures, sans matière noire, les amas ont trop de mal à se former et les simulations donnent un univers très pauvre, alors qu'avec, on retrouve les structures observées). La matière noire (matière au sens très large : "matière" non baryonique, trous noirs, neutrinos, gravité modifiée, etc...) est une des mesures les plus précises, les plus complètes et les plus sûres de l'astrophysique. C'est juste sa nature qui est mal connue (même si de nombreux candidats ont dû être exclut)

[papy-alain]

ok, un grand merci pour ces explications détaillées.