Galaxies spirales et à disque
Les galaxies spirales et à disque sont des systèmes aplatis, soutenus par la rotation, dont les disques riches en gaz abritent une formation stellaire continue et les bras spiraux caractéristiques.
Definition
Les galaxies spirales et à disque sont des galaxies dominées par un disque aplati d'étoiles et de gaz, soutenu par la rotation, affichant souvent des bras spiraux et parfois une barre centrale, et dans lesquelles le refroidissement du gaz maintient une formation stellaire continue.
Scope
Ce sujet couvre la structure des disques galactiques, l'origine et la nature des bras spiraux, y compris la théorie des ondes de densité, le rôle des barres dans les galaxies à disque, la relation entre la luminosité et la vitesse de rotation exprimée par la relation de Tully-Fisher, et le lien entre les disques et la formation stellaire.
Core questions
- Quelle est la structure dynamique d'un disque galactique ?
- Qu'est-ce qui produit les bras spiraux, et s'agit-il de motifs durables ou de caractéristiques transitoires ?
- Comment les barres affectent-elles l'évolution des galaxies à disque ?
- Comment la relation de Tully-Fisher relie-t-elle la rotation d'une galaxie spirale à sa luminosité ?
Key theories
- Théorie des ondes de densité des bras spiraux
- Lin et Shu ont proposé que les bras spiraux sont des ondes de densité de longue durée à travers lesquelles les étoiles et le gaz passent, plutôt que des structures matérielles fixes, expliquant ainsi comment les bras persistent malgré la rotation différentielle.
- La relation de Tully-Fisher
- Une corrélation étroite relie la luminosité d'une galaxie spirale à sa vitesse de rotation, fournissant à la fois un indicateur de distance et une contrainte reliant la matière lumineuse et la matière noire dans les disques.
- Évolution des disques induite par les barres
- Les barres stellaires redistribuent le moment angulaire, canalisent le gaz vers le centre et peuvent former des pseudobulbes, ce qui en fait des moteurs clés de l'évolution séculaire des galaxies à disque.
Clinical relevance
Les galaxies à disque comme la Voie lactée sont les sites dominants de la formation stellaire actuelle, et la relation de Tully-Fisher a été un outil essentiel de l'échelle des distances extragalactiques et une sonde du contenu en matière noire des disques.
History
La persistance des bras spiraux malgré la rotation différentielle, le problème dit de l'enroulement (winding problem), a motivé la théorie des ondes de densité de Lin et Shu en 1964. La relation de Tully-Fisher de 1977 a fourni aux disques un puissant indicateur de distance, tandis que des simulations numériques ultérieures ont clarifié les rôles des barres et des bras transitoires.
Key figures
- Chia-Chiao Lin
- Frank Shu
- Brent Tully
- Alar Toomre
Related topics
Seminal works
- linshu1964
- tully1977
- binney2008
Frequently asked questions
- Si les galaxies tournent de manière différentielle, pourquoi les bras spiraux ne s'enroulent-ils pas ?
- La théorie des ondes de densité résout ce problème d'enroulement en traitant les bras comme des motifs d'ondes qui tournent plus lentement que les étoiles et le gaz, lesquels traversent les bras plutôt que d'y être enfermés de manière permanente.
- Toutes les galaxies spirales sont-elles barrées ?
- Non, mais une grande partie le sont. La Voie lactée possède une barre, et les études révèlent qu'environ la moitié à deux tiers des galaxies à disque proches présentent une barre, la proportion dépendant de la longueur d'onde et de la définition.