Faculté des arts et des sciences Département de physique Astronomie Extragalactique Cours 3:...

Faculté des arts et des sciencesDépartement de physique

Astronomie Astronomie ExtragalactiqueExtragalactique

Cours 3: Cinématique, Cours 3: Cinématique, dynamique et distribution dynamique et distribution

de masse des galaxies de masse des galaxies spirales & nainesspirales & naines


Dynamique des disques

• Un disque est un système en équilibre entre:– Gravité (vers l’intérieur)– Rotation (vers l’extérieur)

• Un disque est supporté par la rotation– Vrot ~ 200 km/sec

– ~ 10 km/sec

• Donc, V(r) permet de déduire le potentiel gravitationnel (r)


Dynamique des disques• A partir de l’équation de Poisson:

• Jusqu’au 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 l’axe majeur de la coquille



• L’aplatissement de la coquille est donnée par (1 – k2)1/2, k est le rapport d’axes

• L’avantage de ce modèle est que V(r) dépend seulement de (a < r) parce que le potentiel à l’intérieur de la coquille est constant



• Brandt curve (Brandt 1960)n = paramètre de formedétermine où la courbecommence à êtreKéplérienne

Mtot = (3/2)3/n V2max rmax / G


Dynamique des disquesDisque infiniment mince (Freeman 1970)

Freeman 1970



Carignan 1983

Infiniment mince

c/a ~ 0.2


Courbes de rotation optiques

Rubin et al.1980, ApJ, 238, 471


Courbes de rotation optiques

Kent 1986, AJ, 91, 1301

disque

bulbe


Courbes de rotation HI

Bosma 1981, AJ, 86, 1825



Bosma 1981, AJ, 86, 1825

M(r) ~ r

M ~ HI



Rogstad 1974, AJ, 193, 309



Sicotte & Carignan 1997, AJ, 113, 1585



Bosma 1981, AJ, 86, 1791


Modèles de masse

Carignan & Freeman 1985, ApJ, 294, 494


Modèles de masse

Carignan 1985, ApJ, 299, 59

Disque HaloNGC 3109


Modèles de masse

• Formalisme pour la halo (Kent 1986)


Modèles de masse


Modèles de masse

van albada et al 1985, ApJ, 295, 305


Modèles de masse


Modèles de masse

Kent 1987, AJ, 93, 816


Modèles de masse


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, v2 = (GMa0)1/2 où a0 = constante

Begeman et al. 1991


Modèles de masse

Sanders et al. 1991 Blais-Ouellette et al. 2001


Modèles de masse


Modèles de masse

Carignan & Beaulieu 1989

Carignan & Freeman 1988


Modèles de masse

Carignan & Purton 1998


Modèles de masse


Modèles de masse

r < 8 kpcMtot = 3x109 Msun

90% dark matter


Modèles de masse

Carignan et al. 1990


Modèles de masse


Modèles de masse

NGC 3109

Jobin & Carignan 1990


Distribution de masse

• Supposons que la masse est distribuée sphériquement, la masse intérieure à r(kpc) peut s’exprimer en terme de V(r) (km/sec):

M(r) = (2.3265 x 105).r.V2(r) Msun (1)

• Si on différencie (1) (2)local = (1.85 x 105)[V2/r2 + 2.(V/r)(dV/dr)] Msun/pc3 (2)

• Si V =cste dV/dr =0 M(r) r (r) r2

Faculté des arts et des sciences Département de physique Astronomie Extragalactique Cours 3:...

Documents

Transcript of Faculté des arts et des sciences Département de physique Astronomie Extragalactique Cours 3:...