Le halo de gaz de 300.000AL autour de notre galaxie

[Akalan]

Bonjour, déjà je précise que je n'ai aucune compétence en la matière d'ou ma question basique, récemment j'ai entendu parler de cette découverte qui n'a à priori pas été tellement médiatisée

https://chandra.harvard.edu/photo/2012/halo/

The nature of the absorption allowed the scientists to determine that the temperature of the absorbing halo is between 1 million and 2.5 million Kelvins.

Other studies have shown that the Milky Way and other galaxies are embedded in warm gas, with temperatures between 100,000 and one million degrees, and there have been indications that a hotter component with a temperature greater than a million degrees is also present.

Est ce qu'on pourrait m'expliquer comment un halo de gaz de cette dimension et peu dense peut se maintenir à 2,5M Kelvins qui est plus ou moins la moitié de la T° à l'intérieur du soleil ? ou alors j'ai rien compris à l'article ?
Merci
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[Gilgamesh]

Bonjour, déjà je précise que je n'ai aucune compétence en la matière d'ou ma question basique, récemment j'ai entendu parler de cette découverte qui n'a à priori pas été tellement médiatisée

https://chandra.harvard.edu/photo/2012/halo/


Est ce qu'on pourrait m'expliquer comment un halo de gaz de cette dimension et peu dense peut se maintenir à 2,5M Kelvins qui est plus ou moins la moitié de la T° à l'intérieur du soleil ? ou alors j'ai rien compris à l'article ?
Merci

C'est précisément parce qu'il est peu dense qu'il peut se maintenir à cette température. Plus dense, il rayonnerait et se refroidirait.

La Galaxie a une masse M ~ 10⁴² kg pour un rayon R ~ 10²¹ m (~ : de l'ordre de...).

L'énergie gravitationnelle d'un atome d'hydrogène H à cette distance est :

E ~ -GMm/R

avec
m = 1,67.10^-27 kg la masse de H
G = 6,67.10^-11 la cte de gravité.

Le gaz tombe vers le centre de la galaxie à la vitesse de la chute libre v² ~ 2GM/R mais en tombant il collisionne avec d'autres particules de gaz et thermalise cette énergie, c'est à dire qu'en gros la vitesse désordonnée du gaz (l'agitation thermique) est du même ordre de grandeur que sa vitesse de chute libre. Plus précisément, on peut démontrer par le théorème dit du viriel que si on nomme E son énergie gravitationnelle et K son énergie cinétique, on a :

E = -2K

avec :
K = 1/2 mv² = 3/2 kT
avec
v la vitesse d'agitation thermique
k = 1,38.10^-23 la cte de Boltzmann
T la température en Kelvin

Calcul fait on trouve : T ~ 10⁷ Kelvin

Le gaz virialisé entourant une galaxie a donc une température typique qui dépasse le million de degrés. Simplement du fait de la chute libre. Pas plus compliqué que ça.

Mais du coup évidemment on en vient à se demander comment se fait-ce que toute la galaxie ne s'évapore pas dans cette fournaise, vu que la température du milieu est mille fois supérieure à la température de surface des étoiles.

Ce qui nous sauve c'est la force électromagnétique qui est à l'origine des processus radiatifs. Deux atomes qui s'entrechoquent à ces températures excitent (parfois) leur couche électronique qui en retombant vers le niveau fondamental émettent un photon qui emporte l'énergie du choc. Comme le milieu est très transparent, les photons s'en vont à l'infini emportant avec eux l'énergie thermique du nuage, qui refroidit. Mais si le milieu est très peu dense, comme l'est l'atmosphère galactique, le gaz est peu collisionnel et l'extraction d'énergie radiative très peu efficace, ce qui fait que le gaz conserve des températures très élevées.

Dans les milieux (relativement) très denses constituant les nuages moléculaires géants au sein des galaxies, le processus est plus efficace (aidé par la présence de poussières qui rayonnent efficacement en infrarouge) et la température du nuage peut s'abaisser jusqu'à une dizaine de K, ce qui, pour le coup, est carrément très froid, ce qui provoque l'effondrement du gaz et la formation stellaire.

[Akalan]

Merci beaucoup pour cette réponse très complète, j'ai bien saisi la réponse à ma question et vais me documenter pour comprendre la 2nd partie

[zebular]

superbe explication,je n'en était pas encore à me poser ces questions,mais c'est fichtrement intéressant finalement, notamment le pourquoi donc les nébuleuses gazeuses s'effondrent plus vite.Les formules sont simples,les effets aussi même si le pourquoi du comment est sans doute plus physique nucléaire et profond que la simple description,c'est clair.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

superbe explication,je n'en était pas encore à me poser ces questions,mais c'est fichtrement intéressant finalement, notamment le pourquoi donc les nébuleuses gazeuses s'effondrent plus vite.Les formules sont simples,les effets aussi même si le pourquoi du comment est sans doute plus physique nucléaire et profond que la simple description,c'est clair.

Merci à vous deux.

Je ne suis pas sûr de comprendre l'allusion à la physique nucléaire, qui n'intervient pas dans le processus de formation stellaire avant que l'étoile ne soit complètement formée.

Pour le processus de formation stellaire un complément par ici :
https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post5941766

[zebular]

Merci à vous deux.

Je ne suis pas sûr de comprendre l'allusion à la physique nucléaire, qui n'intervient pas dans le processus de formation stellaire avant que l'étoile ne soit complètement formé.

Pour le processus de formation stellaire un complément par ici :
https://forums.futura-sciences.com/a...ml#post5941766

Pour moi dés qu'il y a implication des couches electroniques,c'est physique nucléaire.Ce n'est évidement pas le juste terme,me suis encore mal exprimé.
Je comprend votre remarque.
Encore merci pour cette description captivante des phénomènes astro!!!

[Gilgamesh]

Pour moi dés qu'il y a implication des couches electroniques,c'est physique nucléaire.

Ah ok, c'est de la physique atomique alors, vu que ça concerne les niveaux d'énergie de l'atome (le noyau est complètement inactif dans le processus).