Groupes et Amas de Galaxies

Les groupes et amas de galaxies sont les plus grands systèmes liés gravitationnellement, des regroupements de dizaines à des milliers de galaxies maintenues ensemble par du gaz chaud et de la matière noire.

Definition

Les groupes et amas de galaxies sont des associations de galaxies liées gravitationnellement, allant de quelques membres dans les groupes à des milliers dans les amas riches, intégrées dans des halos de matière noire et imprégnées de gaz chaud émettant des rayons X.

Scope

Ce sujet couvre la définition et les classes de richesse des groupes et amas, les méthodes de mesure de leurs masses à partir de la dynamique des galaxies, du gaz à rayons X et des lentilles gravitationnelles, la dominance de la matière noire dans leur bilan massique, et leur utilisation comme traceurs de la croissance de la structure cosmique.

Core questions

• Comment les groupes et amas sont-ils définis et classifiés ?
• Comment les masses des amas sont-elles mesurées, et que révèlent-elles ?
• Pourquoi la majeure partie de la masse d'un amas est-elle invisible ?
• Comment les amas retracent-ils la croissance de la structure cosmique ?

Key theories

Masse dynamique et masse manquante

Zwicky a appliqué le théorème du viriel aux vitesses des galaxies dans l'amas de la Chevelure de Bérénice et a constaté que la masse dynamique dépassait de loin la masse visible, constituant la première preuve solide de l'existence de la matière noire.

Catalogues d'amas et richesse

Le catalogue systématique d'Abell a classifié les amas riches par le nombre de galaxies membres, établissant un cadre pour l'étude de leur abondance et de leur distribution.

Les amas comme sondes cosmologiques

Le nombre et la croissance des amas massifs au cours du temps cosmique sont sensibles à la quantité de matière et à la nature de l'énergie sombre, faisant des amas des outils cosmologiques précis.

Clinical relevance

Les amas sont des indicateurs des régions les plus denses de l'univers et des sondes sensibles de la cosmologie ; leurs mesures de masse ont été historiquement cruciales pour la matière noire, et leur dénombrement permet de contraindre la manière dont la structure a évolué sous l'effet de la gravité et de l'énergie sombre.

History

La mesure de l'amas de la Chevelure de Bérénice par Zwicky en 1937 a révélé une masse manquante. Le catalogue d'Abell de 1958 a systématisé l'étude des amas riches, et l'avènement de l'astronomie des rayons X et des lentilles gravitationnelles dans les décennies suivantes a fourni des mesures de masse indépendantes, transformant les amas en instruments cosmologiques de précision.

Key figures

• Fritz Zwicky
• George Abell
• Andrey Kravtsov
• Stefano Borgani

Seminal works

• zwicky1937
• abell1958
• voit2005

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre un groupe et un amas de galaxies ?

La distinction réside principalement dans la taille. Les groupes contiennent jusqu'à quelques dizaines de galaxies et sont moins massifs, tandis que les amas en contiennent des centaines à des milliers. La Voie lactée appartient à un petit groupe appelé le Groupe Local.

Comment les astronomes pèsent-ils un amas de galaxies ?

Ils utilisent plusieurs méthodes indépendantes : les mouvements des galaxies membres, la température du gaz chaud émettant des rayons X, et l'effet de lentille gravitationnelle des galaxies d'arrière-plan. Ces trois méthodes montrent de manière cohérente que la majeure partie de la masse est constituée de matière noire.