spectro Mesure de la vitesse radiale de M31 et calcul de la date de collision :)

[apricot]

Bonjour !

 

Un coup d’œil spectro sur le cœur de M31

 

L'addition des images brutes vues par la caméra CCD314 derrière le spectro Alpy 600 sur un Newton 200, 8x300 s, depuis la banlieue de Toulouse-les-lampadaires :

 

 

Le spectre traité :

 

 

Le spectre du noyau de M31 (qui intègre celui de millions d'étoiles) est très similaire à celui d'une étoile de type K2iii dans les bases de données (ici la base Pickles). Le coeur de M31 est donc de couleur orange et comporte surtout de "vieilles" étoiles.

 

 

On peut deviner un subtil décalage vers le bleu (la gauche) du spectre de M31 par rapport à l'étoile K2iii de référence (ce dernier par définition immobile). L'effet Doppler-Fizeau (v = c x delta lambda / lambda ) permet de mesurer la vitesse radiale de M31 par rapport à notre référence, la terre, le soleil, la voie lactée

 

On peut comparer l'ensemble des raies spectrales de M31 et de la référence en bloc ce qui permet d'augmenter la résolution (fonction de corrélation croisée, CCF). Pour faire une comparaison propre, on va normaliser ("aplatir") les deux spectres de l'objet et de la référence par leurs continuums

 

M31 : courbe bleue ; référence K2iii : courbe rose

 

 

Dans le logiciel Isis de C Buil, l'analyse de la CCF donne :

 

 

(on mesure ici la vitesse radiale de la référence par rapport à l'objet, dans l'autre sens il y a un petit bug du logiciel)

 

On voit donc M31 se rapprocher de nous à la vitesse de 280 km/s

 

En tenant compte de la vitesse de rotation de la terre sur elle même, et autour du soleil, on calcule (avec l'outil ad hoc dans Isis) qu'au moment précis de l'observation le spectro se rapprochait de la cible avec une vitesse radiale héliocentrique = 19 km/s

 

L'erreur de la mesure : lors de cette observation avec l'Alpy la calibration en longueur d'onde donnait une erreur RMS de 0.4 Amstrong.. en rajoutant le bruit, à la louche on retient une erreur typique de 0.5 A ce qui correspond à +/- 50 km/s.

 

On mesure donc une vitesse radiale de M31 = -280+19 = -261 +/-50 km/s

 

Chez les pros :

 

 

C'est rassurant, avec le petit spectro sur le petit télescope au fond du jardin on voit M31 bouger dans le bon sens

 

Mais attendez, on peu continuer à s'amuser !

 

En plus de la terre qui tourne sur elle même, et autour du soleil (ces deux premiers mouvements combinés que l'on corrige en se plaçant dans le référenciel héliocentrique), on peut tenir compte aussi de la rotation du soleil autour du centre de la voie lactée

 

Avec cet outil : https://ned.ipac.caltech.edu/forms/vel_correction.html

 

 

On obtient une vitesse radiale galactocentrique de M31 de -83 +-50 km/s (ie nos deux galaxies se rapprochent à la vitesse d'une centaine de km/s).

 

Pour calculer la date de collision il reste à trouver la distance de M31, avec une céphéide dans M31

 

A voir, est-ce possible avec nos moyens amateurs ?

 

Bon ciel,

Jean-Philippe

[pinx]

en fait t'est nul en astrophoto.... on ne vois même pas la bande sombre de la galaxie....

 

 

 

Bravo, j'adore cette analyse , ça donnerait presque envie de s'y mettre aussi...

et ça fait plaisir de voir cette partie du forum bouger de temps en temps...

 

 

A+

[tata zize]

Un amusement perceptible à faire le truc, et c'est contagieux à la lecture. On savoure.

[gerard33]

Salut

serait-il possible de décaler d'une semaine la date de collision? je serai au Pic

sûr qu'il s'amuse!!

[Florian06]

Bonsoir,

 

Bravo, belle manip.

 

Bon ciel

[apricot]

Merci pour vos messages.

 

Gérard j'espère que vous allez coller un lhires ou alpy sur le t60

[gerard33]

Merci pour vos messages.

 

Gérard j'espère que vous allez coller un lhires ou alpy sur le t60

 

avec David, j'aurais la trouille de proposer autre chose

[apricot]

[Jean-Baptiste_Paris]

Hello,

 

Super intéressant (et ça donne vraiment envie de s'y mettre je suis d'accord...).

 

Je pense que c'est possible avec nos moyens amateurs de retrouver la céphéide de Hubble et d'en faire la courbe de luminosité... à portée de CCDà mon avis.

 

En revanche je ne pense pas que même avec ces deux infos (distance et vitesse radiale), tu puisses en déduire une date de collision... car il va manquer la vitesse tangentielle qui est indispensable pour ça !

 

jb

[apricot]

Je pense que c'est possible avec nos moyens amateurs de retrouver la céphéide de Hubble et d'en faire la courbe de luminosité... à portée de CCDà mon avis.

 

Ha bin voilà un projet de photométrie sympa pour ton setup, ca changerai de l'astrophoto classique :be:

 

En revanche je ne pense pas que même avec ces deux infos (distance et vitesse radiale), tu puisses en déduire une date de collision...

 

Tu as raison c'est un peu plus compliqué le calcul de la date !

A voir : http://www.nature.com/news/andromeda-on-collision-course-with-the-milky-way-1.10765

[mizar11]

Belle manip, il fallait y penser !!!

 

Maintenant, il faut s'attaquer à des redshift de galaxies, ça ne manque pas !!!

[VNA]

Je pense que je vais poser une question bêbête mais la vitesse ne devrait elle pas être calculée depuis le centre de chaque galaxie?

Il est plus fort que probable que je n'ai pas bien compris les calculs!

Pourrait on calculer le point plus ou moins exacte de chaque galaxie où elles vont se "toucher" ou est ce du même ordre que la date?

[Jean-Baptiste_Paris]

Ha bin voilà un projet de photométrie sympa pour ton setup, ca changerai de l'astrophoto classique :be:

 

Oui, si je n'étais pas en nomade ça me tenterait bien... mais là c'est un peu compliqué de prévoir des mesures à intervalles réguliers...

 

jb

[tata zize]

Je pense que je vais poser une question bêbête mais la vitesse ne devrait elle pas être calculée depuis le centre de chaque galaxie?

Il est plus fort que probable que je n'ai pas bien compris les calculs!

Pourrait on calculer le point plus ou moins exacte de chaque galaxie où elles vont se "toucher" ou est ce du même ordre que la date?

 

Pour Andromède il prend le "bulge" donc j'imagine que ça peut être assimilé au centre sans trop se tromper. Pour la voie lactée peut être on néglige la distance de notre bras au centre par rapport à la distance Voie Lactée- M31 : si on compte 100.000 AL pour la taille de la VL et 2.5.10^6 pour la distance VL/ M31, on est dans un rapport de 25. Si on tient compte de notre distance au centre galactique : 26.000 AL qu'il faudrait enlever des 100.000. Je ne sais pas si c'est suffisant pour négliger. on va attendre qu'Apricot nous éclaire!

 

J'ai d'autres questions de néophyte : c'est quoi la raie à 7520? une interférence de l'eau atmosphérique?

Comment le logiciel choisit l'étoile de référence? Tu lui donne les lambdas des bandes et il te dit K2ii?

[apricot]

On est bien d'accord que la date de la rencontre ne pourrait être ici déterminée que très approximativement: outre qu'on travaille dans le référentiel galactocentrique côté voie lactée et bulge central côté M31, on attend la photométrie sur la céphéide de Jean Baptiste pour la distance, on néglige la géométrie/taille des deux galaxies, on considère une trajectoire rectiligne à vitesse constante... Bref, on arrive à la louche au lendemain de la virée de Gérard au Pic du Midi

 

Tata, les bandes d'absorption dans le rouge sont les classiques bandes "telluriques" (dans notre atmosphère) : O2 (6855-6960), H2O(7100-7375), O2 (7580-7680).

 

Une annotation des bandes d'intérêt dans la galaxie :

 

 

Pour le "choix de l'étoile de référence", il était empirique : j'ai comparé le spectre de M31 avec ceux dans la base de donnée jusqu'au plus approchant.

Modifié 17 octobre 2016 par apricot

[Jean-Baptiste_Paris]

on attend la photométrie sur la céphéide de Jean Baptiste

 

Hé, mais non, j'ai rien promis moi !

 

En nomade il me faudra quelques années pour la faire !

 

Par contre en cherchant un peu je vois que certains se sont déjà livrés à l'exercice : https://www.astrobin.com/198569/.

 

Ca confirme donc que ça doit être possible avec du matos amateur !

 

jb

[PlanetTracker]

Très intéressant, je partage de suite, je connais une spectroscopiste que ça intéressera ! (n'est-ce pas Marmeli ? )

[gerard33]

Hé, mais non, j'ai rien promis moi !

si si tu as promis

d'autant plus que...si il s''agit de celle-là, à mag 19.5, il faudra bien le T60 et les gros pixels de la Sbig pour lui faire une courbe sérieuse

[Jean-Baptiste_Paris]

si si tu as promis

d'autant plus que...si il s''agit de celle-là, à mag 19.5, il faudra bien le T60 et les gros pixels de la Sbig pour lui faire une courbe sérieuse

 

Houla, oui... c'est faiblard !

[Marmeli]

C'est chouette de retrouver une vitesse du même ordre de grandeur que les pros avec du "petit" matériel !

Super manip', ça donne envie !

[apricot]

Marmeli merci

 

si il s''agit de celle-là, à mag 19.5, il faudra bien le T60 et les gros pixels de la Sbig pour lui faire une courbe sérieuse

 

Super, Gérard au T60 et JB en nomade, vous allez nous faire une jolie courbe de lumière