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Les galaxies Jacques Colin Observatoire de la Côte dazur.

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1 Les galaxies Jacques Colin Observatoire de la Côte dazur

2 Plan du cours Les échelles de distance et la situation des galaxies dans lUnivers I- La découverte des nébuleuses - Le catalogue de Messier - Les différents types de nébuleuses II- La découverte des galaxies - Preuve de leur existence ( Hubble) - Classification ( Hubble) - Distance - Contenu - Vitesse radiale (expansion de lUnivers) - Distribution III- Les galaxies spirales ( ondes de densité) IV- les galaxies elliptiques V- Les galaxies irrégulières

3 Plan du cours (suite) VI- Notre Galaxie - Structure - Composition - Mouvements VII- Le groupe local VIII- Les amas de galaxies IX- Les galaxies actives - les radiogalaxies - Les galaxies à noyaux actifs - les jets X- Phénomènes remarquables - Les warp ( gauchissements) - Les rencontres de galaxies - Les lentilles gravitationnelles XI- La matière noire et les galaxies

4 Échelles de distances Les galaxies dans lUnivers

5 Terre Terre Lune Planètes Les structures de lUnivers et leurs échelles 1- Les planètes

6 SOLEIL Les structures de lUnivers et leurs échelles 2- Le Soleil

7 3-Le Système Solaire Les structures de lUnivers et leurs échelles

8 Soleil Les structures de lUnivers et leurs échelles 3- Les étoiles Champ d étoiles

9 Les structures de lUnivers et leurs échelles 4-La Galaxie

10

11 Les structures de lUnivers et leurs échelles 5- Les grandes structures

12 Les structures de lUnivers et leurs échelles

13 Résumé des échelles de distances

14 Les nébuleuses Le catalogue de Messier

15 Le Catalogue MESSIER

16 Nébuleuse du Crabe M1

17 Amas Globulaire M 13

18 Galaxie elliptique M 87

19 Nébuleuse Planétaire M 27

20 Galaxie dAndromède M 31

21 Nébuleuse dOrion M 42

22 Galaxie spirale M 64

23 Les univers-îles ou galaxies Certains des objets de Messier semblent être dautres ensembles détoiles comme le nôtre. Hubble le montre en 1921 par la mesure de la distance de certains dentre eux. Pour cela il utilise un certain type détoiles : Les Céphéides

24 Parsec = Unité utilisée pour la distance des étoiles d ( parsec ) = 1 unité astronomique p (radians) 1 parsec = 1 unité astronomique 1( en radian ) 1( exprimé en radian) = x 60 x 60) Doù 1 pc = UA Puisque 1 UA = km On obtient 1 pc= km Pour la distance des galaxies on utilise le méga parsec 1 Mpc=10 6 parsecs

25 Détermination des distances Diagramme Hertzprung-Russel d =10 (m-M+5)/5 Relation période-luminosité des Céphéïdes

26 Les différents types de galaxies Diagramme de HUBBLE

27 La classification de Hubble

28 Elliptique Spirale très enrouléeSpirale Spirale barrée Irrégulière

29 Autres Classifications De Vaucouleurs Basé uniquement sur la Morphologie de la surface de brillance DDO système

30 Composition Étoiles Gaz Poussières Structure Planes Bras spiraux Diamètre 30 kpc = AL Mouvement Rotation différentielle du disque Évolution Formation détoiles Enrichissement en éléments lourds Galaxies spirales

31 Les bras spiraux : ondes de densité Equation de Boltzman Equation de Poisson Pourquoi autant de spirales Les bras sont ils persistants ? Permettent de trouver Une stationnarité Ou auto cohérence Ou « self consistence » +

32 Le principe du spectrographe

33 Le spectre et son analyse

34 Vitesse radiale Spectres Ni éloignement Ni rapprochement Éloignement Rapprochement VcVc 0 = 0

35 Rotation globale des disques

36 Courbe de rotation observée Courbe de rotation théorique

37 P résence de matière noire Matière noire dans notre Galaxie

38 Amas globulaire Mouvements dans le Halo

39 Galaxies elliptiques Structure Ellipsoïdales (3D) Masse Jusquà M O Composition étoiles Tailles > spirales Évolution Pas de formation détoiles Pas denrichissement en éléments lourds Mouvements Pas de rotation globale

40 Galaxies lenticulaires Bulbe central étendu Entouré par une région lentement décroissante en luminosité Pas de structures spirales

41 Galaxies irrégulières Pas de symétries particulières dans la morphologie Beaucoup détoiles jeunes bleues Plus petites que les galaxies elliptiques ou spirales

42 Notre Galaxie

43

44 Vue générale du ciel complet

45 La Galaxie

46 CG S T J Position du plan de lécliptique dans la Galaxie

47 CG à 8,5 kpc S E x y z E Plan de la Galaxie l b Coordonnées galactiques

48 Mouvements dans le halo galactique

49

50 Caractéristiques de la Galaxie Noyau central avec trou noir massif Bulbe ( sphère de 2 kpc) Disque ( rayon 15 kpc, épaisseur 1 kpc, bras spiraux, étoiles, amas détoiles, gaz, poussières, formation détoiles, enrichissement en métaux lourds, rotation différentielle) Halo ( 30 kpc ?, étoiles vieilles et environ 150 amas globulaires, Matière noire ??)

51 Les 2 Nuages de Magellan Le Grand Nuage La galaxie la plus proche Les satellites de la Galaxie

52 Le Groupe Local de galaxies 28 galaxies liées gravitationnellement à 2 galaxies géantes Andromède et notre Galaxie

53 Abell Hercules Virgo ( centre) Amas de galaxies De quelques centaines à plusieurs milliers de galaxies liées par la gravitation

54 La loi de Hubble Lexpansion de lUnivers La vitesse radiale des galaxies Décalage vers le rouge ( redshift) La récession des galaxies

55 La loi de Hubble Diagramme original de 1929

56 La loi de Hubble V = H. D V= vitesse en km/s H = constante de Hubble en km/s.Mpc D = distance en Mpc H = 75 km.s -1.Mpc -1

57 Expansion de l Univers Milliards d années lumière

58 Expansion de l Univers Analogie du ballon

59 Phénomènes remarquables - Gauchissements ( warp) - Rencontres de galaxies - Morphologies diverses - Lentilles gravitationnelles

60 Le gauchissement ou warp ESO 510 Photo HST Photo VLT

61 Les rencontres de galaxies Durée Types dinteractions Résultats

62 Morphologies remarquables

63 Lentilles gravitationnelles

64

65 Différents types de lentilles

66 Lentilles gravitationnelles

67 Radio galaxies Galaxies actives Jets

68 Radio télescopes interférométriques Plateau de Bure VLA

69 Arecibo Parkes Projet ALMA ( Chili) Radiotélescopes

70 CYGNUS A Radiogalaxies

71 Les jets

72 Radiogalaxies et jets

73 Quasar-galaxies radio- galaxie active 4C 71-07

74 Le centre des galaxies

75 La matière noire dans lUnivers

76 P résence de matière noire Matière noire dans notre Galaxie

77

78

79 La matière noire

80 Matière noire dans lUnivers

81


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