Astronomie%20Extragalactique

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Astronomie Extragalactique

• Cours 3 Cinématique, dynamique et distribution
  de masse des galaxies spirales naines

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Dynamique des disques

• Un disque est un système en équilibre entre
• Gravité (vers lintérieur)
• Rotation (vers lextérieur)
• Un disque est supporté par la rotation
• Vrot 200 km/sec
• s 10 km/sec
• Donc, V(r) permet de déduire le potentiel
  gravitationnel f(r)

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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 r(a),
  où a est laxe majeur de la coquille

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Dynamique des disques

• Laplatissement de la coquille est donnée par (1
  k2)1/2, k est le rapport daxes
• Lavantage de ce modèle est que V(r) dépend
  seulement de r(a lt r) parce que le potentiel j à
  lintérieur de la coquille est constant

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Dynamique des disques

• Brandt curve (Brandt 1960)

n paramètre de forme détermine où la
courbe commence à être Képlérienne
Mtot (3/2)3/n V2max rmax / G
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Dynamique des disques

• Disque infiniment mince (Freeman 1970)

Freeman 1970
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Dynamique des disques
Infiniment mince
c/a 0.2
Carignan 1983
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Courbes de rotation optiques
Rubin et al.1980, ApJ, 238, 471
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Courbes de rotation optiques
bulbe
disque
Kent 1986, AJ, 91, 1301
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Courbes de rotation HI
Bosma 1981, AJ, 86, 1825
11
Courbes de rotation HI
M(r) r
sM sHI
Bosma 1981, AJ, 86, 1825
12
Courbes de rotation HI
Rogstad 1974, AJ, 193, 309
13
Courbes de rotation HI
Sicotte Carignan 1997, AJ, 113, 1585
14
Courbes de rotation HI
15
Courbes de rotation HI
Bosma 1981, AJ, 86, 1791
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Courbes de rotation HI
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Modèles de masse
Carignan Freeman 1985, ApJ, 294, 494
18
Modèles de masse
Carignan Freeman 1985, ApJ, 294, 494
19
Modèles de masse
NGC 3109
Disque
Halo
Carignan 1985, ApJ, 299, 59
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Modèles de masse

• Formalisme pour la halo (Kent 1986)

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Modèles de masse
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Modèles de masse
van albada et al 1985, ApJ, 295, 305
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Modèles de masse
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Modèles de masse
Kent 1987, AJ, 93, 816
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Modèles de masse
26
Modèles de masse
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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
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Modèles de masse
Blais-Ouellette et al. 2001
Sanders et al. 1991
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Modèles de masse
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Modèles de masse
Carignan Beaulieu 1989
Carignan Freeman 1988
31
Modèles de masse
Carignan Purton 1998
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Modèles de masse
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Modèles de masse
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Modèles de masse
r lt 8 kpc Mtot 3x109 Msun 90 dark matter
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Modèles de masse
Carignan et al. 1990
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Modèles de masse
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Modèles de masse
38
Modèles de masse
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Modèles de masse
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Modèles de masse
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Modèles de masse
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Modèles de masse
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Modèles de masse
NGC 3109
Jobin Carignan 1990
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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) (2.3265 x 105).r.V2(r) Msun (1)
• Si on différencie (1) (2)
• rlocal (1.85 x 105)V2/r2 2.(V/r)(dV/dr)
  Msun/pc3 (2)
• Si V cste dV/dr 0
• M(r) r
• r(r) r2