Faculté des arts et des sciences Département de physique Astronomie Extragalactique Cours 2: Profils de luminosité des galaxies.

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1 Faculté des arts et des sciences Département de physique Astronomie Extragalactique Cours 2: Profils de luminosité des galaxies

2 Faculté des arts et des sciences Département de physique Profils de luminosité Elliptiques : loi r 1/4 –cD –E & dE –dSph –BCD Disques : loi exponentielle –Spirales –Irrégulières –Naines –Enveloppe de cD

3 Faculté des arts et des sciences Département de physique Différents types de galaxies elliptiques 1.Elliptiques: L* ~ 2 x 10 10 L sun, M B ~ -20 2.E géantes: L > L*, M B < -20 3.E moyenne: L ~ 3 x 10 9 L sun, M B < -18 4.E naines: L -18 5.dSph: L -14

4 Faculté des arts et des sciences Département de physique Isophotes a)Isophotes elliptiques b)Isophotes twist c)Diamond shape d)Boxy shape

5 Faculté des arts et des sciences Département de physique Profils de luminosité Formes fonctionnelles suggérées: a)Loi Hubble-Reynolds (Hubble-Oemler) b)Loi de Vaucouleurs r 1/4 (Sersic) c)Modèles de King (utilisés principalement pour les amas globulaires)

6 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (E) En apparence, structure très simple: Brillance de surface élevée au centre Décroissance uniforme en loi de puissance Loi de Hubble (1930): I/I 0 = [(r/a) + 1] -2 I 0 : intensité au centre a : paramètre déchelle radial

7 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (E) Hubble law: bonne représentation du temps de Hubble (faible résolution, m brillant) Meilleures observations: Sous-estime I dans les régions intérieures Sur-estime I dans les régions extérieures

8 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (E) Elliptiques: composées uniquement détoiles de Pop II Elliptiques: composées uniquement détoiles de Pop II Lumière diminue comme r 1/4 Lumière diminue comme r 1/4 la brillance de surface est très concentrée au centre la brillance de surface est très concentrée au centre

9 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (E) Loi r 1/4 (de Vaucouleurs 1948) log(I/I e ) = -3.33[(r/r e ) 1/4 -1] r e : rayon équivalent contenant ½ de la luminosité totale I e : intensité à r e pas de paramètres libre (r) = e + 8.325[(r/r e ) 1/4 -1]

10 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (E) Modèles de King Modèles dynamiques pour des systèmes auto- gravitant (ex: amas globulaires) 3 paramètres: 0 : brillance de surface centrale r c : core radius c : concentration = log(r c /r t ) où r t = tidal radius

11 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (dSph) astroph0409565

12 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (dE)

13 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (cD) r 1/4 40 kpc 1 Mpc !

14 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière Spirales: bulbe * Pop II & disque * Pop I Spirales: bulbe * Pop II & disque * Pop I Lumière du disque diminue exponentiellement Lumière du disque diminue exponentiellement = 0 + 1.1 r = 0 + 1.1 r 1/ = échelle de longueur = distance diminue de 1 mag 1/ = échelle de longueur = distance diminue de 1 mag.

15 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (Sp) Les disques des galaxies spirales ont une décroissance exponentielle (Freeman 1970) I(r) = I 0 e - r ( = e r/h ) En magnitudes ( = -2.5logI) (r) = 0 + 1.0857 r 0 = brillance de surface centrale -1 = échelle de longueur (h) – décroit de 1/e

16 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (Sp) Correction pour la brillance de surface centrale B c (0) = B(0) + 2.5 log R 25 – A B 2.5 log R 25 = correction pour lintégration le long de la ligne de visée ( corr. face-on) où R 25 = (a/b)| 25 A B = extinction galactique (RC3 ou autre) Note: A B (i) = extinction interne = 0.7 log[sec(i)] B T 0 = B T – A B (MW) – A B (i) - K z

17 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (Sp) Freeman 1970

18 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (Sp) B c (0) = cste = 21.65 (35 Sp) Sb a -1 (Boroson 1981) B c (0) = 21.79 (25 Sp) (Kent 1985) B c (0) = 21.30 (70 Sp) L tot = 2 I 0 /a 2 -M disk = 16.93 + 5log -1 (pour Bc(0) = 21.65)

19 Faculté des arts et des sciences Département de physique Distribution de lumière (Sp)