Antisèche sur les galaxies

Galaxies

Composition

• étoiles + gaz + poussières liées / G
• halo de matière noire, Gx au centre
• 90% M des Gx↑
• amas globulaires hors du disque

Observation

• raies d’émission Hα + OIII ⇒ redshift
• rés. VLT + AO = HST = 0,05"
⇒ Gx de z > 1
• SDSS ⇒ spectres de 1,5 M Gx

Morphologie

• séquence de Hubble
• ellipt. = bulbe↑, aplat.↗ ⇒ E0 à E7
• lenticulaire = bulbe + disque, S0
• spirale = bulbe↓ + disque↑ + bras
• fermée à ouverte ⇒ Sa à Sc
• barrée = SBa à SBc
• irrégulière
• E0 à Sc ⇒
 - type précoce à tardif
 - M bulbe/disque↘, enroul. bras↘
 - M gaz/Gx↗, formation étoiles↗
• voie lactée = bulbe à cacahuète

Profils de luminosité

• brillance de surf. = μ (mag arcsec^-2
• profil = μ(r), r = dist. au centre
• 2 composantes = bulbe + disque
• E + bulbe de S en r^1/4, Vaucouleurs
• disque de S en r, exponentiel
• profil de Sérsic en r^1/n

Relation morphologie/densité

• Gx isolées ⇒ % S↗
• Gx dans amas ⇒ % E↗ + S0↗

Détermination des distances

1. parallaxe stellaire < 200 pc
2. HRD < 10 kpc ⇒ couleur ⇒ M
3. céphéides < 25 Mpc ⇒ P ⇒ M
4. Tully-Fisher < 200 Mpc
⇒ GX S, V_{rot max} ⇒ M
5. supernovas < 1 Gpc ⇒ M_max cte
6. loi de Hubble > 100 Mpc
⇒ ∆λ ⇒ z ⇒ v ⇒ d = v/H₀
• 2 à 5 : m et M ⇒ d = 10^(m-M+5)/5 pc
• parallaxe avec Gaia < 10 kpc

Diagramme couleur / masse

• mag. U-R = f(M*/M⊙)
• séq. R = mag. U-R↑ + M↑
• nuage B = mag. U-R↓ + M↓
• vallée V = intermédiaire ⇒ Gx↓

Séquence rouge

• elliptiques + lenticulaires
• étoiles vieilles, R, froides
• peu de gaz et de poussières
• peu de formation d'étoiles
• métallicité plus élevée

Nuage bleu

• spirales
• riche en gaz
• formation d'étoiles
• surtout dans les bras

Courbe de rotation

• vitesse de rotation / centre GX
• V_{rot max} = f(R/R_opt)
• gaz : raies émis. Hα, HI, CO
• étoiles : raies abs. dans le visible
• plate pour S → V_max > 100 km/s
• due à +90% de matière noire
• naines < V_max
• mag. abs.↓ ⇒ V_{rot max}↑

Interactions

• effet de marée ⇒ queue de marée
• friction dyn. ⇒ fusion

Effet de marée

• F≠ en 2 points de Gx satellite
  exercées par Gx principal
⇒ queues dans les régions externes

Friction dynamique

• objet de M↑ parmi petits de M↓
• attraction des petits derrière le gros
• ralentissement du gros
• transfert de E_orb du satellite
⇒ E_int des étoiles de champs
• décélération du satellite ou fusion

Fusion

• spirale + naine ⇒ S perturbée
• 2 spirales de même M ⇒ elliptique

Évolution

• univers jeune = Gx particulières
= en interaction ou AGN
• croissance par fusion et
  accrétion séculaire de gaz

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Paola Di Matteo. Galaxies (I, II et III), DU ECU, Observatoire de Paris, 2023-2024.