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Distribution matière noire dans galaxie spirale



  1. #1
    curiossss

    Distribution matière noire dans galaxie spirale


    ------

    Bonjour,

    Il n'y a pas de concensus sur cette question, mais quel est le profil de distribution de matière noire généralement admis ?

    J'ai cru comprendre (mais c'était en anglais et pas très clair) que pour expliquer les vitesses mesurées il faudrait que la concentration de matière noire croisse proportionnellement à la distance au centre, puis à partir du bord de la galaxie décroisse comme l'inverse du carré de la distance.

    Ai-je bien compris ?

    Merci.

    -----

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  3. #2
    Ignatius84

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    En attendant une réponse d'un bien plus calé, je dirai qu'en première approche c'est ça. La MN se distribue en halo sphérique autour de la galaxie.

  4. #3
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    Bonjour,

    Il n'y a pas de concensus sur cette question, mais quel est le profil de distribution de matière noire généralement admis ?

    J'ai cru comprendre (mais c'était en anglais et pas très clair) que pour expliquer les vitesses mesurées il faudrait que la concentration de matière noire croisse proportionnellement à la distance au centre, puis à partir du bord de la galaxie décroisse comme l'inverse du carré de la distance.

    Ai-je bien compris ?

    Merci.
    Oui c'est à peu près ça.

    Le profil standard de densité du halo ρ(r) est celui de Navarro, Frenk & White (1996) ou NFW profile:



    Avec :
    ρ0 une densité critique,
    rs le rayon caractéristique
    qui doivent être paramétrés pour chaque halo.

    Le modèle ainsi obtenu n'est pas sans reproche. Ça donne une répartition en générale trop "piquée" au centre (pour r=0 on a une singularité) qui ne correspond pas à beaucoup de profil, faut souvent raboter un peu. Ça donne également un moment angulaire en général un peu trop faible. Nonobstant c'est globalement assez correct.

    D'autres modèles ici : Dark Matter in Galaxies et ci-dessous quelques exemples des différents profils obtenus (source).
    Different profiles for the DM halo shape function. It is evident the cuspy behaviour of NFW profile, while both Isothermal and Burkert profiles show a constant central density profile.
    Images attachées Images attachées  
    Dernière modification par Gilgamesh ; 24/05/2019 à 16h51.
    Parcours Etranges

  5. #4
    curiossss

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Bonjour,

    Merci pour la réponse.

    Mais si ce que j'ai dit en présentation est vrai cela ressemble à la courbe de gravité depuis le centre de la Terre jusqu'à loin dans l'espace.

    Ce qui implique que la distribution de matière noire se calquerait sur celle de la matière ordinaire (la galaxie assimilée à la Terre - la zone ayant la masse qui génère le champ gravitationnel).

    Or j'avais lu qu'on pensait qu'une bonne partie de la matière noire devrait se situer hors de la galaxie si on voulait expliquer les vitesses des étoiles de la galaxie...


    Cordialement

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    Bonjour,

    Merci pour la réponse.

    Mais si ce que j'ai dit en présentation est vrai cela ressemble à la courbe de gravité depuis le centre de la Terre jusqu'à loin dans l'espace.
    Pas exactement non, déjà ce ne sont pas les même contraste de densité.

    Donc, oui le rayon du halo est en gros dix fois celui du rayon du disque lumineux.
    Parcours Etranges

  8. #6
    curiossss

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Bonjour,

    Le halo en question (de rayon environ 10 fois celui de la Galaxie) en matière ordinaire et matière noire avec la même concentration et distribution spatiale ? (D'après les modèles)

  9. Publicité
  10. #7
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    Bonjour,

    Le halo en question (de rayon environ 10 fois celui de la Galaxie) en matière ordinaire et matière noire avec la même concentration et distribution spatiale ? (D'après les modèles)
    Non, il y a en gros un disque d'étoile, puis le prolongeant un peu, un disque de gaz (H neutre repérable avec la raie à 21 cm) et englobant tout ça le halo de matière noire (95% de la masse) avec son profil NFW (~ en 1/r²).

    Le profil n'est pas encore super contraint, il y a plusieurs autre modélisation du profil qui sont discutés.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 05/06/2019 à 10h47.
    Parcours Etranges

  11. #8
    curiossss

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Bonjour,

    La gravitation à l'intérieur d'une coquille sphérique de masse M étant nulle, alors ce halo de matière noire n'est pas là pour expliquer la vitesse des étoiles mais plutôt pour les effets gravitationnels sur les galaxies voisines, c'est ça ?
    Dernière modification par curiossss ; 05/06/2019 à 15h53.

  12. #9
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    Bonjour,

    La gravitation à l'intérieur d'une coquille sphérique de masse M étant nulle, alors ce halo de matière noire n'est pas là pour expliquer la vitesse des étoiles mais plutôt pour les effets gravitationnels sur les galaxies voisines, c'est ça ?
    La halo n'est pas une coquille mais un boule de densité croissante en allant vers le centre, et donc c'est bien ça qui explique la courbe de rotation non képlerienne.
    Parcours Etranges

  13. #10
    curiossss

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Je comprends. Mais on peut décomposer cette boule en deux parties : une boule centrale de diamètre égal au diamètre de la galaxie, qui a une influence dans la vitesse des étoiles, et une coquille comprenant tout le reste de la matière noire, qui, elle, n'a pas d'influence dans la vitesse des étoiles car à l'intérieur de cette coquille les forces gravitationnelles s'annulent...

  14. #11
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    Je comprends. Mais on peut décomposer cette boule en deux parties : une boule centrale de diamètre égal au diamètre de la galaxie, qui a une influence dans la vitesse des étoiles, et une coquille comprenant tout le reste de la matière noire, qui, elle, n'a pas d'influence dans la vitesse des étoiles car à l'intérieur de cette coquille les forces gravitationnelles s'annulent...
    Je pense oui, et aussi parce que NSW de profil de densité fondé sur une modélisation à N corps.
    Parcours Etranges

  15. #12
    curiossss

    Re : Distribution matière noire dans galaxie spirale

    Citation Envoyé par curiossss Voir le message
    Bonjour,

    La gravitation à l'intérieur d'une coquille sphérique de masse M étant nulle, alors ce halo de matière noire n'est pas là pour expliquer la vitesse des étoiles mais plutôt pour les effets gravitationnels sur les galaxies voisines, c'est ça ?
    Voilà j'ai compris. En fait les mesures faites à partir des ondes radio de longueur d'onde 21 centimètres ont montré que la vitesse du gaz reste élevée et pratiquement constante loin du bord de la galaxie. Alors qu'on s'attendrait à ce que la vitesse chute. Pour expliquer ces vitesses il a été nécessaire d'imaginer que le halo de matière noire s'étend bien au delà des bords visibles de la galaxie.

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