Matériel pour observation de la rotation / inclinaison des Galaxies

[Lemby]

Bonjour,

 

Première visite pour moi sur ce forum, donc bonjour à tous et merci d'avance pour vos réponses !

 

Présentation

 

Je suis actuellement en deuxième année de classe préparatoire - section physique chimie - et je m'intéresse depuis longtemps à l'astronomie sans pour autant avoir jamais réellement pratiqué d'observations par moi même. Je n'ai donc aucun matériel à disposition.

 

Ce que je recherche ?

 

C'est dans le titre, il s'agit de mon sujet de TIPE.

 

Je cherche à savoir la faisabilité d'une telle expérience (je pense pouvoir avoir des contacts pour me fournir en matériel astronomique, mais si vous êtes près de Paris, j'accepterai volontiers de l'aide pour m'en procurer!)

 

Donc, pour résumer :

- peut on faire une telle expérience en tant qu'amateur ?

- quel matériel celà requiert il ?

 

 

ps : j'ai également posté dans le sous forum spectro, mais comme je recherche aussi éventuellement à déceler la forme et/ou l'inclinaison des galaxies, je poste ici.

 

Merci pour vos réponses (ne soyez pas trop obscures je n'y comprendrai certainement rien sans explications )

[Kaidan]

Si on prend une étoile comme le Soleil, la rotation galactique l'entraîne à environ 220km/s et donc il lui faudra environ 236 millions d'années pour faire un tour complet de la galaxie. Par an, on obtient donc un angle parcouru de 360 / 236 000 000 = 1,5e-6 degré : c'est donc strictement impossible à observer en visuel avec les moyens dont on dispose, aucun télescope (même spatial) n'a ce genre de résolution (mesure du mouvement propre des étoiles si la galaxie est vue par le disque) pour observer ces mouvements surtout si on tient compte de la distance des galaxies.

 

Ensuite, en spectrographie, je ne vois pas comment on peut utiliser l'effet Doppler-Fizeau (pour les galaxies vue par la tranche) parce que le décalage provoqué par le mouvement de l'étoile sera négligeable (et probablement non mesurable) devant le décalage provoqué par l'éloignement de la galaxie elle-même.

Modifié 23 janvier 2011 par Kaidan

[Alarcon yves]

Bonjour Lemby, bienvenue sur le forum. Qu'attend tu part "voir la rotation des galaxies", car si tu veut faire une vidéo montrant une galaxie tourner sur elle même, ça pas possible sauf poser pendant des siècles et des siècles. Pas sur que les profs soit aussi patient .

Blague à part, avec un télescope (en lumière visible), tu peut montrer les différents types de galaxies, vues sous tous les angles. Peut être en spectro en analysant le bord "droit" ou "gauche" de la galaxie d'Andromède on peut voir le différentiel de vitesse et déterminer sa vitesse de rotation, mais n'étant pas scientifique, ça dépasse largement mes connaissance.

Si je te parle d'Andromède, étant la galaxie la plus proche je présume (à tord ou à raison) que les mesures sont les plus accessibles.

Maintenant à partir de quelle diamètre d'instrument et qu'elle précision du spectromètre il faut pour faire une mesure, alors ça .

Dans le livre "Introduction Astronomie" de Agnès Acker p.307/308 elle "explique" comment on mesure la rotation d'une galaxie grâce au doublement de la raie à 21cm, mais là il faut un radio-télescope.

Yves.

[Lemby]

Si on prend une étoile comme le Soleil, la rotation galactique l'entraîne à environ 220km/s et donc il lui faudra environ 236 millions d'années pour faire un tour complet de la galaxie. Par an, on obtient donc un angle parcouru de 360 / 236 000 000 = 1,5e-6 degré : c'est donc strictement impossible à observer en visuel avec les moyens dont on dispose, aucun télescope (même spatial) n'a ce genre de résolution (mesure du mouvement propre des étoiles si la galaxie est vue par le disque) pour observer ces mouvements surtout si on tient compte de la distance des galaxies.

 

Ensuite, en spectrographie, je ne vois pas comment on peut utiliser l'effet Doppler-Fizeau (pour les galaxies vue par la tranche) parce que le décalage provoqué par le mouvement de l'étoile sera négligeable (et probablement non mesurable) devant le décalage provoqué par l'éloignement de la galaxie elle-même.

 

Il ne s 'agit effectivement pas de mesurer la rotation des galaxies de manère cinétique mais au moyen de la spectrographie comme le souligne Yves.

 

Si j'ai bien compris le principe, la méthode consisterait à observer une galaxie (préférentiellement sur la tranche). La rotation de cette dernière provoque un décalage vers le rouge des étoiles qui s'éloignent et un décalage vers le violet de celles qui se rapprochent (cf effet doppler).

 

J'avais pensé à Andormède mais j'ai lu qu'elle n'était vraiment bien visible qu'en automne. Je pensais donc à d'autres galaxies lumineuses mais je dois avouer que je ne sais pas trop lesquelles exactement. Avec la voie lactée il me semble que cette méthode n'est pas possible, alors y a t il une solution pour mesurer sa rotation ? La voie lactée m'intéresserais éventuellement car les observations et les mesures sont, je pense, plus accessibles que sur des galaxies lointaines.

[Kaidan]

Il ne faut pas non plus oublier que les galaxies s'éloignent de nous, ce qui provoque de facto un décalage vers le rouge ! Les vitesses d'éloignements sont proportionnelles à la distance, ce qui fait qu'il sera plus difficile d'observer la différence de décalage entre le coeur et les étoiles de la périphérie à mesure qu'on étudie des objets éloignés.

 

La galaxie la plus proche de nous, vue par la tranche est probablement M104 (j'en suis pas sûr, j'ai pas fait de recherche là-dessus) qui se trouve à 9 Mpc (c'est déjà beaucoup plus loin que Andromède). D'après la loi de Hubble, elle devrait donc s'éloigner à environ 650 km/s et provoquer un décalage vers le rouge de 1,4 nm. Maintenant si on prend une étoile de la tranche, qui se déplace comme le Soleil à environ 200 km/s, on se retrouve donc avec une étoile qui se déplace soit à 450 km/s soit à 850km/s en fonction du sens de rotation de la galaxie, ce qui dans ce cas provoquerait un décalage de 1,8 nm vers le rouge ou vers le bleu en fonction de la rotation. Il faut donc que le spectrographe puisse mesurer un écart de 0,4 nm.

 

Ensuite, plus la galaxie est éloignée, et plus cet écart est réduit.

['Bruno]

Je pense que c'est une manipe difficile. La vitesse de rotation des galaxies n'est pas très rapide (ça doit être de l'ordre de la centaine de km/s - à confirmer), donc génère un décalage vers le rouge pas énorme, qui nécessite une grande résolution spectrale. Or plus la résolution spectrale est élevée, plus il faudra de lumière (normal, puisqu'on la disperse de façon plus importante). Et une galaxie n'est pas une étoile, elle a une faible brillance de surface... Comme choix, je pencherai pour M82 : c'est l'une des galaxies les plus lumineuses, elle est bien visible en hiver/printemps (elle est même circumpolaire) et est à peu près vue par la tranche.

 

Essaie de consulter Astronomie, méthodes et calculs (A. Acker), si tu ne l'as pas déjà fait, je suis presque sûr que le sujet est abordé.

Modifié 23 janvier 2011 par 'Bruno

[sunfish22]

Bonsoir Lemby,

 

Cette association de radio astronomie cherche à supporter des projets d'études supérieures, voir page 6 du PDF.

 

Les mesures de rotation des galaxies étaient l'un de leurs sujets cibles en astronomie radio. Tu peux les contacter.

 

http://www.obsradio.asso.fr/

 

http://www.obsradio.asso.fr/images/stories/documents/Presentationassociation.pdf

 

Jean

Modifié 23 janvier 2011 par sunfish22