Les galaxies : apparence et constitution

[seong]

Bonjour,
Qui peut repondre à mes questions sur des points soulevés dans cette conference interessante :
https://youtu.be/B8K4_sya77g

1/ Une galaxie a la forme d'un disque en lumiere visible, mais si on l'observe en superposant les images des telescopes rayon x + infra rouge + lumiere visible : on voit que le tout forme un halo/sphere. La matiere noire est donc ce halo present dans le disque et autour du disque de matieres visibles.
Question :
- Pour quelles raisons la matiere noire qui influe sur la gravité des matieres visibles, n'est pas elle meme influencée par la gravité formant un disque comme la matiere visible ? (c'est bien à cause de la gravité que la matiere visible forme un disque d'accretion autour du noyau de la galaxie ; idem pour les anneaux de saturne, les different corps du systeme solaire)

2/ Les etoiles ont une orbite en cercle legerement aplatie (en forme de cacahuete sans sa coque molle) different d'une elipse. Chaque orbite stellaire comportent plusieurs etoiles qui se suivent dans une meme orbite. Il y a plusieurs orbites stellaires en forme de cercle aplatie. L'apparence en spirale d'une galaxie est la "synchronisation" des concentrations des etoiles (zone de haute densité) en train d'orbiter.
Questions :
- Pour quelles raisons plusieurs étoiles se suivent à la queue leu leu dans chaque orbite, alors que dans un système solaire il n'y a qu'1 planète dans chaque orbite elliptique ?
- Pour quelles raisons les orbites des etoiles ont une forme d'un cercle aplatie different d'une ellipse (en forme de cacahuete sans sa coque molle), contrairement aux orbites en ellipse des planetes ?
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[Gilgamesh]

Bonjour,
Qui peut repondre à mes questions sur des points soulevés dans cette conference interessante :
https://youtu.be/B8K4_sya77g

1/ Une galaxie a la forme d'un disque en lumiere visible, mais si on l'observe en superposant les images des telescopes rayon x + infra rouge + lumiere visible : on voit que le tout forme un halo/sphere. La matiere noire est donc ce halo present dans le disque et autour du disque de matieres visibles.
Question :
- Pour quelles raisons la matiere noire qui influe sur la gravité des matieres visibles, n'est pas elle meme influencée par la gravité formant un disque comme la matiere visible ? (c'est bien à cause de la gravité que la matiere visible forme un disque d'accretion autour du noyau de la galaxie ; idem pour les anneaux de saturne, les different corps du systeme solaire)

On est bien d'accord que ce qu'on voit en X/IR n'est pas la matière noire, mais bien de la matière baryonique.

Ceci dit on est bien d'accord que l'hypothèse de la matière noire implique une répartition en halo. La MN ne se comporte pas comme la matière ordinaire du fait que sa section efficace est infime : elle ne présente aucune viscosité interne et donc aucun phénomène dissipatif. Pour qu'une surdensité de gaz puisse s'effondrer pour former des agrégats de plus en plus denses (amas > galaxie > nuage moléculaire > étoile) il faut que la viscosité dissipe le potentiel gravitationnel en rayonnant.

Imagine une poignée de billes que tu lance dans un lavabo (le puits de gravitation). En l'absence de frottement, tes billes vont osciller d'un bord à l'autre sans jamais se réunir au fond. La matière noire est "sans frottement" (et c'est pour ça qu'on ne la voit pas !).

2/ Les etoiles ont une orbite en cercle legerement aplatie (en forme de cacahuete sans sa coque molle) different d'une elipse. Chaque orbite stellaire comportent plusieurs etoiles qui se suivent dans une meme orbite. Il y a plusieurs orbites stellaires en forme de cercle aplatie. L'apparence en spirale d'une galaxie est la "synchronisation" des concentrations des etoiles (zone de haute densité) en train d'orbiter.
Questions :
- Pour quelles raisons plusieurs étoiles se suivent à la queue leu leu dans chaque orbite, alors que dans un système solaire il n'y a qu'1 planète dans chaque orbite elliptique ?
- Pour quelles raisons les orbites des etoiles ont une forme d'un cercle aplatie different d'une ellipse (en forme de cacahuete sans sa coque molle), contrairement aux orbites en ellipse des planetes ?

En fait les étoiles ne sont pas strictement sur le même rayon, et la loi de Képler va faire qu'elles se meuvent à des vitesses légèrement différentes, ce qui cumulé sur des millions d'années va les disperser sur une ligne. Pour la forme des orbites galactiques des étoiles la différence c'est que la masse est diffuse dans une galaxie, tandis qu'elle est quasi ponctuelle dans le cas d'un système stellaire (le Soleil concentre >99,9% de la masse du système).

[seong]

On est bien d'accord que ce qu'on voit en X/IR n'est pas la matière noire, mais bien de la matière baryonique.

Effectivement une matiere noire qui rayonne en X et IR ne serait pas vraiment de la matiere noire ... Ce qu'a dit le conferencier n'etait pas exacte ou il n'etait pas assez precis ...

Ceci dit on est bien d'accord que l'hypothèse de la matière noire implique une répartition en halo. La MN ne se comporte pas comme la matière ordinaire du fait que sa section efficace est infime : elle ne présente aucune viscosité interne et donc aucun phénomène dissipatif. Pour qu'une nuage de gaz puisse s'effondrer pour former des agrégats de plus en plus denses (amas > galaxie > nuage moléculaire > étoile) il faut que la viscosité dissipe le potentiel gravitationnel en rayonnant.

Imagine une poignée de billes que tu lance dans un lavabo (le puits de gravitation). En l'absence de frottement, tes billes vont osciller d'un bord à l'autre sans jamais se réunir au fond. La matière noire est "sans frottement" (et c'est pour ça qu'on ne la voit pas !).

Comment sait on cela alors qu'on n'a jamais pu obtenir de la matiere noire ?

En fait les étoiles ne sont pas strictement sur le même rayon, et la loi de Képler va faire qu'elles se meuvent à des vitesses légèrement différentes, ce qui cumulé sur des millions d'années va les disperser sur une ligne. Pour la forme des orbites galactiques des étoiles la différence c'est que la masse est diffuse dans une galaxie, tandis qu'elle est quasi ponctuelle dans le cas d'un système stellaire (le Soleil concentre >99,9% de la masse du système).

Merci

[zebular]

Comment sait on cela alors qu'on n'a jamais pu obtenir de la matiere noire ?

Merci

Bonjour Seong

Si tu observes une video où tu ne verrai qu'une main jetant un objet lourd, tu n'as pas besoin de voir le plafond ou le sol pour mettre l'image dans le bon sens. Tu peux le déduire par l'observation du mouvement de l'objet.
Pour la matiére noire, l'idée est un peu la même. En observant le mouvement de la matiére baryonnique dans la galaxie, tu peux en déduire la répartition de la matiére noire autour de celle-ci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Comment sait on cela alors qu'on n'a jamais pu obtenir de la matiere noire ?

De la même façon que pour le neutrino. Si cette particule existe, sa section efficace d'interaction est forcément infime, sinon elle aurait déjà été détectée.

[seong]

En fait les étoiles ne sont pas strictement sur le même rayon, et la loi de Képler va faire qu'elles se meuvent à des vitesses légèrement différentes, ce qui cumulé sur des millions d'années va les disperser sur une ligne. Pour la forme des orbites galactiques des étoiles la différence c'est que la masse est diffuse dans une galaxie, tandis qu'elle est quasi ponctuelle dans le cas d'un système stellaire (le Soleil concentre >99,9% de la masse du système).

Le conferencier parle de la forme d'orbite en "cacahuete" (sans sa coque molle) : il veut probablement dire une forme ovale semblable à une table ovale avec la partie longitudinale partiellement en ligne quasi-droite et quasi-parallele l'une à l'autre ...

C'est quand meme bizarre une telle forme ovale avec une bonne partie en quasi ligne droite ... Ca ne doit pas correspondre pas à un modele mathematique, non ?

[f6bes]

Bjr à toi,, Ne serait pas une éllispe ta...cacahuéte ?
Bonne journée

[Gilgamesh]

Le conferencier parle de la forme d'orbite en "cacahuete" (sans sa coque molle) : il veut probablement dire une forme ovale semblable à une table ovale avec la partie longitudinale partiellement en ligne quasi-droite et quasi-parallele l'une à l'autre ...

C'est quand meme bizarre une telle forme ovale avec une bonne partie en quasi ligne droite ... Ca ne doit pas correspondre pas à un modele mathematique, non ?

Par ovale, il faut comprendre elliptique qui est la forme générale des orbites en mécanique newtonienne.

[JPL]

Le cercle n’est qu’un cas particulier des ellipses : celui où les deux axes ont la même dimension.

[seong]

Bjr à toi,, Ne serait pas une éllispe ta...cacahuéte ?
Bonne journée

Si ce conferencier parle d' "orbite en cacahuete" pour designer une ellipse, alors il est un peu stupide ou un peu meprisant envers ses spectateurs pensant que ceux la ne sauraient pas ce que c'est une elipse ... C'est quand meme un peu decevant car sa conference est tres interessant ...

[seong]

Et c bizarre qu'il insiste que c'est different des formes des orbites des planetes : les orbites des planetes sont aussi des ellipses et non des cercles, c'est ce qui a permis à Kepler de trouver la bonne formule de prevision des orbites des planetes, meme si ce sont de leger ellipse proche du cercle ce sont bel et bien des ellipses.

[Pio2001]

Bonjour,
Comme la masse d'une galaxie n'est pas concentrée en son centre, mais répartie dans tout le disque et le halo, il n'y a a priori pas de raison pour que les orbites soient elliptiques. Il faut faire une simulation.

De la même façon que pour le neutrino. Si cette particule existe, sa section efficace d'interaction est forcément infime, sinon elle aurait déjà été détectée.

Tu veux dire le graviton ?

[Gilgamesh]

Si ce conferencier parle d' "orbite en cacahuete" pour designer une ellipse, alors il est un peu stupide ou un peu meprisant envers ses spectateurs pensant que ceux la ne sauraient pas ce que c'est une elipse ... C'est quand meme un peu decevant car sa conference est tres interessant ...

Je pense qu'il parle de cacahuètes parce qu'il s'agit en fait d'ellipses perturbées, voir ci dessous. C'est pas purement képlérien du fait que le potentiel galactique n'est pas crée par une masse centrale ponctuelle mais par l'ensemble diffus des étoiles.

Par ailleurs il parle d'ellipse juste après et il utilise le terme pour toute la suite de sa conf :
https://youtu.be/B8K4_sya77g?t=3905

La Ferme des étoiles c'est très grand public comme festival, et là je trouve qu'il se donne quand même du mal pour expliquer très visuellement le phénomène complexe de formation des spirales galactiques avec son cinematokaleidoscope ^^. Le site de modélisation de l'ENSTA est sympa aussi : https://galaxy.ensta.fr/

[seong]

Allez, il parle d'ellipse juste après et il utilise le terme pour toute la suite de sa conf :
https://youtu.be/B8K4_sya77g?t=3905

La Ferme des étoiles c'est très grand public comme festival, et là je trouve qu'il se donne quand même du mal pour expliquer très visuellement le phénomène de formation des spirales galactiques avec son cinematokaleidoscope ^^, et le site de modélisation de l'ENSTA est sympa aussi : https://galaxy.ensta.fr/

Merci !
Waouh c'etait super de ta part de retrouver l'endroit 1H05-1H06 pile poil dans cette conference d'1H25 !
J'avais cherché momentanement l'endroit pour reecouter mais pas eu la flemme de chercher longtemps et pas voulu réécouter la conference en entier ...

Alors selon ce conferencier, les orbites des etoiles autour du centre d'une galaxie spirale sont "aussi une ellipse mais pas la meme ellipse que dans le systeme solaire".

Mais à votre avis, que veut il dire par là ? Une ellipse est une ellipse, quel que soit le degré d'excentricité ! Dans le systeme solaire, l'ellipse des orbites des planetes est aussi different des celles des cometes, en excentricité.

J'espere que ce conferencier ne soit de nouveau pas stupide pour insister à ce point juste pour une difference d'excentricité ...

[seong]

Le site de modélisation de l'ENSTA est sympa aussi : https://galaxy.ensta.fr/

[IMG]https://forums.futura-sciences.com/a...galactique.png[/IMG]

Encore merci pour cette image montrant des orbites ovales en formes irregulieres, ça permet de mieux comprendre !

Cette image est tirée de sa conference ?

C'est tellement plus simple de parler de "forme ovale irreguliere".

[Gilgamesh]

Merci !
Waouh c'etait super de ta part de retrouver l'endroit 1H05-1H06 pile poil dans cette conference d'1H25 !
J'avais cherché momentanement l'endroit pour reecouter mais pas eu la flemme de chercher longtemps et pas voulu réécouter la conference en entier ...

Tips (ci dessous) : on peut ouvrir le transcrit des sous-titres sur Youtube et rechercher par mot clé

Alors selon ce conferencier, les orbites des etoiles autour du centre d'une galaxie spirale sont "aussi une ellipse mais pas la meme ellipse que dans le systeme solaire".

Mais à votre avis, que veut il dire par là ? Une ellipse est une ellipse, quel que soit le degré d'excentricité ! Dans le systeme solaire, l'ellipse des orbites des planetes est aussi different des celles des cometes, en excentricité.

J'espere que ce conferencier ne soit de nouveau pas stupide pour insister à ce point juste pour une difference d'excentricité ...

Comme dit (c'est visible sur la copie d'écran de mon précédent message) c'est pas exactement des ellipses, vu que le potentiel est la somme d'un vaste ensemble d'objet sans symétrie centrale.

[seong]

Tips (ci dessous) : on peut ouvrir le transcrit des sous-titres sur Youtube et rechercher par mot clé

Alors j'ai ouvert l'onglet transcription, mais je ne vois pas de menu pour faire une recherche par mot clé dans les textes de la petite fenetre transcription ?

[Gilgamesh]

Alors j'ai ouvert l'onglet transcription, mais je ne vois pas de menu pour faire une recherche par mot clé dans les textes de la petite fenetre transcription ?

Utilise la fonction recherche de ton navigateur Ctrl+F

[seong]

Pour la forme des orbites galactiques des étoiles la différence c'est que la masse est diffuse dans une galaxie, tandis qu'elle est quasi ponctuelle dans le cas d'un système stellaire (le Soleil concentre >99,9% de la masse du système).

Si on compare aux anneaux de Saturne, la masse du systeme saturnien est assez diffuse un peu comme le systeme galactique :
- Saturne est tres grosse = equivaut au grand halo de la galaxie englobant la matiere noire
- les anneaux de saturne formé par de tres nombreux petits cailloux equivaut à l'ensemble diffuse des etoiles gravitant autour du halo de la galaxie

Pourquoi donc les nombreux "petits cailloux" constituant les anneaux de Saturne ont des orbites regulierement elliptiques alors que les etoiles ont des orbites irregulieres/grossierement ovale ?

[Gilgamesh]

Si on compare aux anneaux de Saturne, la masse du systeme saturnien est assez diffuse un peu comme le systeme galactique :
- Saturne est tres grosse = equivaut au grand halo de la galaxie englobant la matiere noire
- les anneaux de saturne formé par de tres nombreux petits cailloux equivaut à l'ensemble diffuse des etoiles gravitant autour du halo de la galaxie

Pourquoi donc les nombreux "petits cailloux" constituant les anneaux de Saturne ont des orbites regulierement elliptiques alors que les etoiles ont des orbites irregulieres/grossierement ovale ?

Masse de Saturne ~ 6.10²⁶ kg
Masse des anneaux ~ 10¹⁹ kg soit qq cent-millionièmes de la masse de la planète. C'est parfaitement négligeable.

L'orbite des anneaux est circulaire du fait de phénomènes dissipatifs (chocs internes) qui circularisent les orbites.