La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Les Collisions de Galaxies Frédéric Bournaud Observatoire de Paris / L ERMA.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Les Collisions de Galaxies Frédéric Bournaud Observatoire de Paris / L ERMA."— Transcription de la présentation:

1 Les Collisions de Galaxies Frédéric Bournaud Observatoire de Paris / L ERMA

2 Des évènements fréquents Collisions mineures : Une galaxie + 1 naine < 10% - Tous les 2-3 Gyr dans le champ - Continu dans les groupes ex : M-W + GMC Collisions majeures : Galaxies de masses similaires - Exceptionnel dans le champ - Tous les 1-3 Gyr dans les groupes pauvres - Quasi-continu dans les groupes compact

3 Des collisions aux fusions Ne se produit pas : - Collisions ente étoiles (quelques unes pour étoiles) - Relaxation à deux corps très peu de « croisements » gravitationnels détoiles T 2C > 10 Gyr Se produit : Friction dynamique - entre les disques stellaires (qqs 10 kpc) - avec les halos de matière noire (qqs 100 kpc) Freinage relatif des deux galaxies Fusion Sauf si vitesse > 500 km/s : collision sans fusion (cas des amas ; rare en dehors)

4 Fusion et relaxation Conséquences : 1- Lenergie cinétique (mouvement relatif) dissipée par friction énergie interne (chauffage du gaz detoiles) dispersion de vitesse augmentée

5 Fusion et relaxation Départ : 2 galaxies spirales, entrent en collision => fusion par friction T fusion = T fric dyn = 50 – 300 Myr T dynamique = T orbital = 100 – 600 Myr => La fusion est rapide, accompagnée dune relaxation violente Conséquences : 1- Lenergie cinétique (mouvement relatif) dissipée par friction énergie interne (chauffage du gaz detoiles) dispersion de vitesse augmentée 2- Résidu plus concentré que les disques spiraux profil de Sersic (r) = o exp[ -b (r/r e )1/n ] n augmente

6 Collision entre deux spirales de même masse : E dissipée par friction (et chauffage résultant) E initiale (de rotation) des disques => Système final V/ < 1 Des spirales aux elliptiques

7 Formation dune galaxie elliptique : Chauffage => Système final V/ < 1 et destruction des disques en rotation Relaxation => Profil final n = 3 – 5 Similaire aux galaxies Elliptiques observées Des spirales aux elliptiques

8

9 Séquence de Toomre

10 Fusions majeures et mineures Echelle de rapport de masse 1:101:31:1 Minor Mergers Spirale + Naine => Spirale perturbée: Épaississement, chauffage, alimentation du bulbe… FAIBLES => SPIRALE EARLY-TYPE Major Mergers Spirale + Spirale => Chauffage/Relaxation => ELLIPTIQUE 1:100 Cas intermédiaires Formation de galaxies S0 lenticulaires

11 Fusions successives Fusions 8:1 successives Relaxation et chauffage progressifs : Sb -> S0 ( 2 fusions ) -> Elliptiques ( 4 fusions )

12 Elliptiques et populations stellaires Pas de « mélange total » des populations stellaires Gradients de métallicité radiaux ou azimuthaux (fusions majeures uniques) magnitudemetallicité

13 Effets de marée & réponse du gaz Réponse du gaz au champ de marée : - contrôlée par la position du compagnon - dépend de la position des résonances (dont corotation)

14 Effets de marée & réponse du gaz Couples positifs/négatifs selon le rayon. => Outflow à lextérieur de la corotation (sajoute au champ de marée) => Inflow dans les régions internes

15 Effets de marée & réponse du gaz Outflow à lextérieur de la corotation : queues de marée Inflow dans les régions internes : flambée de formation stellaire

16 Queues de marée Tadpole Galaxy( HST)

17 Naines de marée

18 Accumulations de matière: – riches en gaz et massives (10 9 M O ) – dans les parties externes des queues – formant des étoiles => Galaxies naines en formation ? Arp 105 (Duc et al. 1994)NGC 7252 (Hibbard et al. 1996)

19 Des « mergers » aux « Starbursts » Couples de gravité => Infall de gaz (surtout rencontres lentes et dans le plan) Densité croissante, chocs, …. Starburst - observé - théorique qq soit les facteurs de SFR: densité (Schmidt) seuil dispersion chocs …

20 Des « mergers » aux « Starbursts » Limitation : Le gaz mobilisé est dans la corotation Cas idéal = corotation à grand rayon => Nécessite un compagnon lent ( ) => Existence de résonances internes => Linfall de gaz est stoppé Le gaz nest pas concentré au-delà des 1-3 kpc centraux

21 Des « mergers » aux « Starbursts » Limitation : Le gaz nest pas concentré au-delà des 1-3 kpc centraux => limite la densité, les chocs, la contagion … => starburst modéré SFR max ~ 5 Mo/yr sur les collisions favorables 2eme starburst ? Fin de fusion : les cœurs des deux galaxies sont proches plus élevé => reprise de linfall jusquau centre Mais : ne mobilise que le gaz du kpc central => pas de starburst plus fort Au mieux : à grand z (peu de bulbe), avec des disques riches en gaz, SFR peut atteindre ~ 15 Mo/yr

22 Des « mergers » aux « Starbursts »

23 Comment expliquer les ULIRGs? Souvent ULIRGs associées aux collisions/fusions…

24 Des « mergers » aux « Starbursts » Comment expliquer les ULIRGs? Souvent ULIRGs associées aux mergers… Mais pourquoi ces mergers produisent-ils ~100 Mo/yr détoiles ? Loi de Schmidt vs. chocs/contagion => ne résout pas le problème Seul modèle lexpliquant : Collisions de galaxies - à faible densité centrale - de type très tardif (sans bulbe) - très stables (pas de barre à z~1) irréaliste (ou exceptionnel) Pas de réponse satisfaisante actuellement: Facteurs déclanchant la formation stellaires mal compris

25 Phénomènes nucléaires Formation stellaire centrale => Cœurs / disques nucléaires froids et découplés => mécanismes daccrétion centrale noyau actif possible + effets de la fusion de trous noirs centraux. (Mayer et al. 2006)

26 Les collisions de plein fouet Peuvent être sans fusion ( V > 500 km/s ) Anneaux collisionnels

27 Les collisions de plein fouet Peuvent être sans fusion ( V > 500 km/s ) Anneaux collisionnels Effets de « splash » pour le gaz

28 Formation danneaux 1- Collisionnels (Appleton & Struck 1996) Passage rapide du compagnon au centre du disque Impulsion radiale oscilations radiales en phase à t=0 de période croissante avec r Anneaux = ondes en expansion Transitoires (sans autogravité)

29 Formation danneaux 1- Collisionnels

30 Formation danneaux 2- Dissipatifs Rencontres de mouvements radiaux vers lextérieur (anneaux collisionnels) et vers lintérieur (retombée diffuse) + dissipation => anneau fixe, self-gravitant, durable ; parfois polaire

31 Formation danneaux 2- Dissipatifs Rencontres de mouvements radiaux vers lextérieur (anneaux collisionnels) et vers lintérieur (retombée diffuse) + dissipation => anneau fixe, self-gravitant, durable ; parfois polaire

32 Formation danneaux 3- Résonants Plusieurs anneaux, à des rayons non quelconques Anneaux résonants Ce ne sont pas des collisions de galaxies : - Les résonances varient trop vite dans les collisions - Variations tendent plutôt à détruire ces anneaux

33 Formation danneaux 4- De marée Capture de queues de marée Collision avec ou sans fusion Anneaux de gaz et détoiles jeunes. Objet de Hoag

34 Conclusions Collision => fusion (pas systématique) friction dynamique et chauffage + relaxation => évolution vers les elliptiques (en une ou plusieurs fusions) Marée et couples induits : Queues de marée Flambée de formation stellaire Matière transférée / arrachée aux galaxies : Naines de marée, effets de splash, anneaux. Question principale : quel rôle dans la formation stellaire?


Télécharger ppt "Les Collisions de Galaxies Frédéric Bournaud Observatoire de Paris / L ERMA."

Présentations similaires


Annonces Google