Faculté des arts et des sciences Département de physique Astronomie Extragalactique Cours 3: Cinématique, dynamique et distribution de masse des galaxies spirales & naines
Faculté des arts et des sciences Département de physique Dynamique des disques Un disque est un système en équilibre entre: –Gravité (vers lintérieur) –Rotation (vers lextérieur) Un disque est supporté par la rotation –V rot ~ 200 km/sec – ~ 10 km/sec Donc, V(r) permet de déduire le potentiel gravitationnel (r)
Faculté des arts et des sciences Département de physique Dynamique des disques A partir de léquation de Poisson: Jusquau années 70s, la méthode des flattened-spheroid était utilisée. La distribution de masse etait modélisée par une succession de coquilles (shells) aplaties (a), où a est laxe majeur de la coquille
Faculté des arts et des sciences Département de physique Dynamique des disques Laplatissement de la coquille est donnée par (1 – k 2 ) 1/2, k est le rapport daxes Lavantage de ce modèle est que V(r) dépend seulement de (a < r) parce que le potentiel à lintérieur de la coquille est constant
Faculté des arts et des sciences Département de physique Dynamique des disques Brandt curve (Brandt 1960) n = paramètre de forme détermine où la courbe commence à être Képlérienne M tot = (3/2) 3/n V 2 max r max / G
Faculté des arts et des sciences Département de physique Dynamique des disques Disque infiniment mince (Freeman 1970) Freeman 1970
Faculté des arts et des sciences Département de physique Dynamique des disques Carignan 1983 Infiniment mince c/a ~ 0.2
Faculté des arts et des sciences Département de physique Courbes de rotation optiques Rubin et al.1980, ApJ, 238, 471
Faculté des arts et des sciences Département de physique Courbes de rotation optiques Kent 1986, AJ, 91, 1301 disque bulbe
Faculté des arts et des sciences Département de physique Courbes de rotation HI Bosma 1981, AJ, 86, 1825
Faculté des arts et des sciences Département de physique Courbes de rotation HI Bosma 1981, AJ, 86, 1825 M(r) ~ r M ~ HI
Faculté des arts et des sciences Département de physique Courbes de rotation HI Rogstad 1974, AJ, 193, 309
Faculté des arts et des sciences Département de physique Courbes de rotation HI Sicotte & Carignan 1997, AJ, 113, 1585
Faculté des arts et des sciences Département de physique Courbes de rotation HI
Faculté des arts et des sciences Département de physique Courbes de rotation HI Bosma 1981, AJ, 86, 1791
Faculté des arts et des sciences Département de physique Courbes de rotation HI
Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse Carignan & Freeman 1985, ApJ, 294, 494
Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse Carignan & Freeman 1985, ApJ, 294, 494
Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse Carignan 1985, ApJ, 299, 59 Disque Halo NGC 3109
Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse Formalisme pour la halo (Kent 1986)
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Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse van albada et al 1985, ApJ, 295, 305
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Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse Kent 1987, AJ, 93, 816
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Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse MOND (MOdified Newtonian Dynamics) Milgrom (1983) propose que les lois de la gravité doivent être modifiées en présence de petites accélérations A grands r, v 2 = (GMa 0 ) 1/2 où a 0 = constante Begeman et al. 1991
Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse Sanders et al Blais-Ouellette et al. 2001
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Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse Carignan & Beaulieu 1989 Carignan & Freeman 1988
Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse Carignan & Purton 1998
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Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse r < 8 kpc M tot = 3x10 9 M sun 90% dark matter
Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse Carignan et al. 1990
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Faculté des arts et des sciences Département de physique Modèles de masse NGC 3109 Jobin & Carignan 1990
Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de masse Supposons que la masse est distribuée sphériquement, la masse intérieure à r(kpc) peut sexprimer en terme de V(r) (km/sec): M(r) = ( x 10 5 ).r.V 2 (r) M sun (1) Si on différencie (1) (2) local = (1.85 x 10 5 )[V 2 /r (V/r)(dV/dr)] M sun /pc 3 (2) Si V =cste dV/dr =0 M(r) r (r) r 2