Histoire de la cosmologie
Un cours offert aux étudiants de la Faculté des Lettres, de la Faculté de Biologie et de médecine, de la Faculté des Hautes études commerciales, de la Faculté de Géosciences et environnement, de la Faculté des Sciences sociales et politiques et de la Faculté de Théologie et de sciences des religions de l’Université de Lausanne
dans le cadre de « Sciences au carré »
Histoire de la cosmologie Histoire de la cosmologie
le vendredi 19 mai 2017 le cours aura lieu Prof. Georges Meylan de 13h00 à 15h10 Laboratoire d’astrophysique Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
dans l’auditoire I du Cubotron = BSP Site web du laboratoire et du cours : http://lastro.epfl.ch Site web du cours : http://lastro.epfl.ch Histoire de la cosmologie le vendredi 19 mai 2017 le cours aura lieu de 13h00 à 15h10
Histoire de la cosmologie
le dernier cours aura lieu le vendredi 26 mai 2017
de 13h00 à 15h10
dans la salle 2097 de l’Anthropole
avec la présence de la Radio Télévision Suisse
dans l’auditoire I du Cubotron = BSP Site web du cours : http://lastro.epfl.ch
Histoire de la cosmologie
10 – Etoiles et galaxies Histoire de la cosmologie 10.1 Etoiles et amas d’étoiles 10.2 Naissance des étoiles examen écrit portant sur la matière du cours 10.3 Diagrammes H-R et C-M vendredi 9 juin 2017 10.4 Mort des étoiles 10.5 Nébuleuse ou galaxie de 13h15 à 15h00 10.6 La Voie lactée, notre Galaxie 10.7 Classification morphologique des galaxies 10.8 Groupes et amas de galaxies dans l’auditoire Internef # 263
Site web du cours : http://lastro.epfl.ch Voir le fichier 10-EtoilesetGalaxies.pdf sur le site web du laboratoire et du cours : http://lastro.epfl.ch Histoire de la cosmologie 10.1 10 – Etoiles et galaxies
Bibliographie succincte Etoiles et amas d’étoiles • CELNIKIER, Ludwik M. Find a Hotter Place ! A History of Nuclear Astrophysics. London : World Scientific, 2006. • CHABERLOT, Frédéric. La Voie Lactée : Histoire des conceptions et des modèles de notre Galaxie des temps anciens aux années 1930. Paris : CNRS Editions, 2003. • COLLIN-ZAHN, Suzy. Des quasars aux trous noirs. Paris : EDP, 2009. • LEQUEUX, James. Naissance, évolution et mort des étoiles. Paris: EDP, 2011 • LUMINET, Jean-Pierre. Le destin de l’Univers. Paris : Fayard, 2006.
APOD APOD 2010 April 18 2010 April 18
Grande Grande éruption éruption solaire solaire
Satellite Stereo Satellite Stereo NASA NASA
Notre Soleil est une étoile isolée
rayon = 700’000 km rayon = 700’000 km à 150’000’000 km de la Terre à 150’000’000 km de la Terre FonctionPoint Spread Func0on = PSF d’étalement du point : PSF Point Spread Function
Amas ouvert h et Per Un amas ouvert tel que les Pléiades χ contient quelques centaines d’étoiles L’amas globulaire 47 Tucanae
Un amas globulaire contient quelques millions d’étoiles
Un amas globulaire tel que ω Centauri Un amas globulaire tel que ω Centauri contient quelques millions d’étoiles contient quelques millions d’étoiles
WFI camera at the 2.2-m MPG-ESO telescope at La Silla Observatory WFI camera at the 2.2-m MPG-ESO telescope at La Silla Observatory Un amas globulaire tel que ω Centauri Un amas globulaire tel que ω Centauri contient quelques millions d’étoiles contient quelques millions d’étoiles
WFI camera at the 2.2-m MPG-ESO telescope at La Silla Observatory
l’amas globulaire géant Omega Centauri VST ESO Paranal Chili l’amas globulaire géant Omega Centauri VST ESO Paranal Chili
June 2011 June 2011 l’amas globulaire géant Omega Centauri VST ESO Paranal Chili Visible/infrared comparison views of the newly discovered globular cluster VVV CL001
June 2011 ESO VISTA October 2011
Problème à N corps Les trois lois de la mécanique newtonienne
• Lex prima : de Newton Let a number, N, of particles interact classically through Newton's Laws of Motion and Newton's inverse square Law of Gravitation. The resulting equations of motion provide Tout corps persévère dans l’état de repos ou de mouvement rectiligne an approximate mathematical model with numerous applications in astrophysics, uniforme à moins que quelque force n’agisse sur lui et ne le contraigne à including the motion of the moon and other bodies in the Solar System (planets, changer d’état » asteroids, comets and meteor particles); stars in stellar systems ranging from binary and other multiple stars to star clusters and galaxies; and the motion of dark matter particles in cosmology. For N=1 and N=2 the equations can be solved analytically. The case N=3 • Lex secunda : de Newton provides one of the richest of all unsolved dynamical problems -- the general three-body Les changements qui arrivent dans le mvt sont proportionnels à la force problem. For problems dominated by one massive body, as in many planetary problems, motrice et se font dans la ligne droite dans laquelle cette force a été approximate methods based on perturbation expansions have been developed. In stellar imprimée » dynamics, astrophysicists have developed numerous numerical and theoretical approaches to the problem for larger values of N, including treatments based on the Boltzmann equation and the Fokker-Planck equation; such N-body systems can also be • Lex tertia : de Newton modelled as self-gravitating gases, and thermodynamic insights underpin much of our L’action est toujours égale et opposée à la réaction, i.e., que les actions de qualitative understanding. deux corps l’un sur l’autre sont toujours égales et de direction opposées »
Douglas Heggie http://fr.arxiv.org/abs/astro-ph/0503600v2 Problème à deux corps Problème à deux corps
Problème à deux corps Problème à deux corps Problème à deux corps
10.2 IC 2948 / IC 2944 Running Chicken Naissance des étoiles Nebula Gum 39 & Gum 41 effondrement gravitationnel de nuages de gaz et de poussière
Zoom into IC 2948 showing a group of thick clouds of dust known as the Thackeray globules
la turbulence crée une hiérarchie de condensations
comme la turbulence diminue localement, comme la turbulence diminue localement, la contraction s’amorce dans chacune des condensations la contraction s’amorce dans chacune des condensations tandis que des régions se contractent, tandis que des régions se contractent, des condensations individuelles s’effondrent et forme des étoiles des condensations individuelles s’effondrent et forme des étoiles
tandis que des régions se contractent, tandis que des régions se contractent, des condensations individuelles s’effondrent et forme des étoiles des condensations individuelles s’effondrent et forme des étoiles dans les amas d’étoiles denses, des condensations peuvent fusionner dans les amas d’étoiles denses, des condensations peuvent fusionner lors de leur effondrement et donc contenir plusieurs proto-étoiles lors de leur effondrement et donc contenir plusieurs proto-étoiles
dans les amas d’étoiles denses, des condensations peuvent fusionner dans les amas d’étoiles denses, des condensations peuvent fusionner lors de leur effondrement et donc contenir plusieurs proto-étoiles lors de leur effondrement et donc contenir plusieurs proto-étoiles dans les amas d’étoiles denses, des condensations peuvent fusionner dans les amas d’étoiles denses, lors de leur effondrement et donc contenir plusieurs proto-étoiles les effets dynamique à N-corps influencent la croissance des masses
les rencontres gravitationnelles les vents stellaires mettent fin à la formation d’étoiles peuvent induire l’éjection d’étoiles il résulte un amas d’étoiles, parfois entouré d’une région HII
NGC 602 in the LMC Hubble NASA/ESA
30 Doradus HST NASA/ESA M78 VISTA/ESO Equilibre hydrostatique Equilibre hydrostatique
Durant la séquence principale, l'étoile est en équilibre hydrostatique, elle subit deux forces qui s'opposent et la maintiennent en équilibre : d'une part les réactions thermonucléaires qui ont lieu au cœur de l'étoile exercent une pression (gazeuse et radiative) qui tend à la faire augmenter de volume, ce qui entraîne une diminution de la température de l'étoile ; d'autre part les forces de gravité reprennent le dessus lorsque la pression (gazeuse et radiative) diminue, elles ont tendance à la faire se contracter et donc à augmenter la température de l'étoile, de sorte que les réactions nucléaires s'intensifient et que la pression (gazeuse et radiative) augmente à nouveau.
en tout point, le gradient de pression équilibre la gravitation en tout point, le gradient de pression équilibre la gravitation
La constellation d’Orion La constellation d’Orion contient une pouponnière d’étoiles La nébuleuse d’Orion vue par le Hubble Space Telescope
Gas in the Eagle Nebula (M16) : Pillars of Creation in a Star-Forming Region NASA/ESA 1995
visible IR
Gas in the Eagle Nebula (M16) : Pillars of Creation in a Star-Forming Region NASA/ESA 2015 Gas in the Eagle Nebula (M16) : Pillars of Creation in a Star-Forming Region NASA/ESA 2015 VISIBLE IR 2015 WFC3 1995 WFPC2
Gas in the Eagle Nebula (M16) : Pillars of Creation in a Star-Forming Region NASA/ESA 2015 Gas in the Eagle Nebula (M16) : Pillars of Creation in a Star-Forming Region NASA/ESA
Gas in the Eagle Nebula (M16) : Pillars of Creation in a Star-Forming Region NASA/ESA 1995 Gas in the Eagle Nebula (M16) : Pillars of Creation in a Star-Forming Region NASA/ESA 2015 HST NASA/ESA
Carina HST NASA/ESA formation d’une étoile et d’un disque, lieu de futures planètes
Illustration of disk evolution in relation to planet formation
Herbig-Haro 110 is a geyser of hot gas from a newborn star that splashes up against and ricochets off the dense core of a cloud of molecular H. NASA/ESA 3 July 2012 Planet formation: this image illustrates a protoplanetary disk undergoing spiral wave instabilities as it would appear using a millimeter wave telescope. Today, it is generally thought that planets formed by the hierarchical accretion of larger and larger sized bodies, from dust to planets.
Numerical simulations Artist vision Indiana University 2004
HL Tauri : the sharpest image ever taken by ALMA showing the protoplanetary disc surrounding the young star HL Tauri.
ALMA This is a composite image of the young star HL Tauri and its surroundings using data Nov. 2014 from ALMA (enlarged in box at upper right) and the NASA/ESA Hubble Space Telescope (rest of the picture). This is the first ALMA image where the image sharpness These new ALMA observations reveal substructures within the disc that have never been seen exceeds that normally attained with Hubble. before and even show the possible positions of planets forming in the dark patches within the Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Hubble (NASA/ESA) Nov. 2014 system. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
TW Hydrae reveals the classic rings and gaps that signify planets are in formation in this system TW Hydrae reveals the classic rings and gaps that signify planets are in formation in this system
ALMA March 2016 ALMA March 2016
Les étoiles nous apparaissent globalement sous deux formes différentes
• Les étoiles « proches » sont dites « résolues » lorsqu’elles sont observées 10.3 comme des points lumineux séparés les uns des autres. On peut les mesurer individuellement : leurs luminosités individuelles, leurs températures de surface individuelles, leurs vitesses individuelles, etc. Diagrammes H-R et C-M • Les étoiles « éloignées » sont dites « non-résolues » lorsqu’elles apparaissent comme une lumière diffuse provenant de points lumineux trop éloignés pour être distinguables les uns des autres. On ne mesure que les propriétés intégrées sur un grand nombre : leur luminosité intégrée (valeurs individuelles sommées), leur température de surface intégrée (valeurs individuelles moyennées), leurs vitesses intégrées (valeurs individuelles moyennées). • Ces quantités physiques, individuelles ou moyennées, sont à la base de nos connaissances astrophysiques des étoiles et des galaxies. Wide-field view of the sky around the globular star cluster Messier 55
Visible and IR image of the globular star cluster Messier 55
ESO VISTA 22 May 2012 NASA/ESA Hubble Visible and IR image of the globular star cluster 47 Tucanae Space Telescope image of the globular cluster NGC 104 or 47 Tucanae part of the constellation of Tucana (The Toucan) in the southern sky.
After Omega Centauri, it is the brightest globular cluster in the night sky, hosting hundreds of thousands of stars. ESO VISTA 10 Janvier 2013
Evolution stellaire
Deux diagrammes (l’un théorique, l’autre observationnel) permettent d’étudier les populations stellaires. Ils ont aidé, vers le milieu du 20e siècle, à établir la CMD théorie de l'évolution stellaire. color-magnitude
Théorique : le diagramme de Hertzsprung-Russell (HRD) est un graphe diagram montrant la luminosité d'un ensemble d'étoiles en fonction de leur température effective. Luminosité vs. Température ( L vs. T ) eff HRD
Observationnel : le diagramme Couleur-Magnitude (CMD) est un graphe Hertzsprung-Russell montrant la magnitude (luminosité) d'un ensemble d'étoiles en fonction de leur diagram indice de couleur B-V (température effective).
Magnitude vs. Indice de couleur (mV vs. B-V)
Centre de l’amas globulaire ω Centauri HST – WF3
CMD color-magnitude diagram
41453 étoiles mesurées par le satellite Hipparcos de l’ESA
ce que les astronomes voient ce que les astronomes voient
3) Red Giant 3) Red Giant Branch Branch
4) Horizontal 4) Horizontal Branch Branch L 5) White 1) Main 5) White 1) Main Dwarf Sequence 2) SubGiant Dwarf Sequence 2) SubGiant Sequence Branch Sequence Branch luminosité
température T il est facile d’identifier les étoiles
RGB HB
SGB BSs
MSTO
WDs Red Dwarfs
Isochrones stellaires
1 million d'années
1 milliard d'années
l'âge est indiqué via le logarithme du nombre d’années 10 milliard d'années diagrammes couleur-magnitude de quelques amas ouverts HB RGB
SGB TO
MS
WD
diagrammes couleur-magnitude de deux amas ouverts diagramme couleur-magnitude d’un amas globulaire
The triple main sequence of the globular cluster NGC 2808 Les étoiles nous apparaissent globalement sous deux formes différentes
• Les étoiles « proches » sont dites « résolues » lorsqu’elles sont observées comme des points lumineux séparés les uns des autres. On peut les mesurer individuellement : leurs luminosités individuelles, leurs températures de surface individuelles, leurs vitesses individuelles, etc. • Les étoiles « éloignées » sont dites « non-résolues » lorsqu’elles apparaissent comme une lumière diffuse provenant de points lumineux trop éloignés pour être distinguables les uns des autres. On ne mesure que les propriétés intégrées sur un grand nombre : leur luminosité intégrée (valeurs individuelles sommées), leur température de surface intégrée (valeurs individuelles moyennées), leurs vitesses intégrées (valeurs individuelles moyennées). • Ces quantités physiques, individuelles ou moyennées, sont à la base de Kalirai J S , Richer H B Phil. Trans. R. Soc. A nos connaissances astrophysiques des étoiles et des galaxies. 2010;368:755-782
©2010 by The Royal Society Les étoiles nous apparaissent globalement sous deux formes différentes
10.4 Mort des étoiles
La galaxie Centaurus A MPG/ESO 2.2-m La Silla
« explosion » lente
A sequence of six images taken by the HST / ACS shows a probe of the three-dimensional structure of the shells of dust surrounding the aging star V838 Monocerotis. The sequence reveals dramatic changes in the way a brilliant flash of light from the star is reflecting off surrounding dusty cloud structures. The effect, called a light echo, has been unveiling never-before-seen dust V838 Mon HST – 20 May 2002 HST / ACS NASA - ESA patterns ever since the star suddenly brightened for several weeks in early 2002. NASA - ESA V838 Mon HST - 2 Sept. 2002 HST / ACS NASA - ESA V838 Mon HST – 28 Oct. 2002 HST / ACS NASA - ESA
V838 Mon HST - 17 Dec. 2002 HST / ACS NASA - ESA The Cat's Eye Nebula : Dying Star Creates Fantasy-like Sculpture of Gas and Dust NASA/ESA The Cat's Eye Nebula : Dying Star Creates Fantasy-like Sculpture of Gas and Dust NASA/ESA The Eskimo Nebula (NGC 2392) NASA/ESA
The Butterfly Nebula Hubble NASA / ESA The planetary nebula Abell 33 ESO VLT With its wingspan over 3 light-years, NGC 6302 lies about 4,000 light-years
Astronomers using the Atacama Large Millimeter Array (ALMA)
have discovered a totally unexpected spiral structure in the material
around the old star R Sculptoris, a red giant.
Astronomers using the Atacama Large Millimeter Array (ALMA) have discovered a totally unexpected spiral structure in the material around the old star R Sculptoris.
This is the first time that such a structure, along with an outer spherical shell, has been video found around a red giant star. It is also the first time that astronomers could get full three-dimensional information about such a spiral. explosion Supernova Type Ia
The strange shape was probably created by a hidden companion star orbiting the red giant. This work is one of the first ALMA early science results to be published and it has been published in the journal Nature. « explosion » catastrophique novae et super-novae
La nébuleuse du Crabe
une belle application de la conservation du moment cinétique The Helix Nebula VISTA/ESO
Le cœur de la nébuleuse du Crabe Etoiles à neutrons et pulsars HST NASA-ESA 7 July 2016
La nébuleuse du Crabe
While many other images of the Crab Nebula have focused on the filaments in the outer part of the nebula, this image shows the very heart of the Crab Nebula including the central neutron star, which is the rightmost of the two bright stars near the centre of this image. The rapid motion of the material nearest to the central star is revealed by the subtle rainbow of colours in this time-lapse image, the rainbow effect being due to the movement of material over the time between one image and another. une belle application de la conservation du moment cinétique une belle application de la conservation du moment cinétique Crab Nebula Crab Nebula
Multiwavelength Multiwavelength image image
NASA/ESA NASA/ESA May 2017 May 2017
2 IΔ = ∑mα dα Etoiles à neutrons et pulsars α L = I ω Etoiles à neutrons et pulsars une belle application de la conservation du moment cinétique Δ Δ
Les étoiles à neutrons se forment lors de l’effondrement, sous sa propre€ gravitation, de l’intérieur d’une étoile massive, pour atteindre un très petit rayon et donc une très grande € densité. 5 Supposons le noyau d’une telle étoile ayant le rayon du Soleil R¤ = 7 × 10 km avant l’effondrement, mais d’une masse double de celle du Soleil, effectuant une rotation en 10 jours. Si ce noyau s’effondre en une étoile à neutrons de 10 km de rayon, qu’elle est sa nouvelle vitesse de rotation ?
L’étoile est supposée uniforme pour tout temps t. L’étoile isolée (pas de forces externes) permet d’utiliser la conservation du moment angulaire : I ω = I ω i i f f # 2 2 & M R 2 I % i i ( R i 5 i car il n’y a pas de perte de masse m = cte. ω f = ωi = % (ω i = 2 ωi I 2 2 R f % M R ( f $ 5 f f ' €
2 # 7 ×105 km& 1 rev € La fréquence f = ω/(2π) ⇒ f = = 6 ×103 rev /s f % ( une belle application de la conservation du moment cinétique $ 10 km ' 10 j(24h / j)3600(s/h)
€ une supernova : avant et après
SN 1987A dans le Grand Nuage de Magellan SN 1987A SN 1987A HST NASA-ESA HST NASA-ESA
10.5 Les principaux constituants de notre Galaxie: Nébuleuses ou Galaxies le Soleil et les autres étoiles
dévoile Hubble la nature galaxies réelle • FRC : des nébuleuses : extragalactiques 1925-1929
Edwin Hubble 1889-1953 Jusqu’en 1925 confusion entre des objets de natures totalement différentes
Tout change avec la découverte de céphéides par Edwin Hubble dans trois nébuleuses: galaxies
100-inch Hooker telescope, 1917, Mount Wilson nébuleuse planetary nebula planétaire galaxies
IC 418
ACS Hubble Space Telescope
galaxie NGC 7742 Messier 31 ≡ galaxie d’Andromède galaxies
en 1925, 1926, 1929 (NGC6822, M33, M31) Hubble fait passer ces 3 objets du rang de nébuleuses locales à celui de ~ 200 milliards d’étoiles systèmes stellaires « Cela confirme la théorie des Univers-îles » extragalactiques ACS Hubble Space Telescope NASA/ESA Messier 31 ≡ galaxie d’Andromède Messier 31 ≡ galaxie d’Andromède 1 pc = 3.26 al = 31’000’000’000’000 km = 3.1 1013 km
diamètre = 50 kpc = 50’000 pc une galaxie spirale semblable à notre galaxie = 1’600’000’000’000’000’000 km = 1.6 1018 km la Voie lactée
10.6 La Voie lactée, notre galaxie La Voie lactée depuis le Creux-du-Van
La Voie lactée depuis le Creux-du-Van La Voie lactée depuis Paranal Chili La Voie lactée depuis Paranal Chili La Voie lactée depuis Paranal Chili
La Voie lactée et le Centre galactique depuis Paranal Chili Centre de notre Galaxie observé dans l’IR
Introduction à l’astrophysique: Introduction à l’astrophysique: Structure et dynamique de la Voie Lactée La Voie Lactée
Variations de la luminosité des étoiles proches du centre galactique
Orbite d’une étoile autour du centre galactique SgrA
Introduction à l’astrophysique: Introduction à l’astrophysique: La Voie Lactée Structure et dynamique de la Voie Lactée
Variations de la position des étoiles proches du centre galactique Star cluster surrounds wayward black hole in cannibal galaxy ESO 243-49 Masse de l’objet central SgrA dans notre Galaxie : un très probable trou noir de 2.6 millions de masses solaires
Introduction à l’astrophysique: Structure et dynamique de la Voie Lactée
Trous noirs stellaires de 5 à 30 masses solaires This spectacular edge-on galaxy, called ESO 243-49, is home to an intermediate-mass black hole that 5 11 may have been purloined from a cannibalised dwarf galaxy. The black hole, with an estimated mass Trous noirs supermassifs de 10 à 10 masses solaires of 102 – 105 Suns, lies above the galactic plane. This is an unlikely place for such a massive back hole to exist, unless it belonged to a small galaxy that was gravitationally torn apart by ESO 243-49.
Croquis de la Voie lactée Notre Galaxie vue de l’intérieur La surface de la Terre 14 Sept. 2009 hCp://www.gigagalaxyzoom.org
The southern plane of the Milky Way from the ATLASGAL survey
A spectacular new image of the Milky Way has been released to mark the completion of the APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy (ATLASGAL). The APEX telescope in Chile has mapped the full area of the Galactic Plane visible from the southern hemisphere at submillimetre wavelengths between infrared light and radio waves. The new finely detailed images complement those from recent space-based surveys. The pioneering 12-m APEX telescope allows astronomers to study the cold Universe : gas and dust only a few tens of degrees above absolute zero. The APEX data, at a wavelength of 0.87 mm, shows up in red and the background blue image was imaged at shorter infrared wavelengths by the NASA Spitzer Space Telescope as part of the GLIMPSE survey. The fainter extended red structures come from complementary observations made by ESA Planck satellite. Many of the most prominent objects are named and the parts of the galaxy that are shown in the three slices are indicated at the right. Credit: ESO/APEX/ATLASGAL NASA/ESA
The southern plane of the Milky Way from the ATLASGAL survey
Introduction à l’astrophysique: Structure et dynamique de la Voie Lactée
une galaxie spirale M81 (NGC 3031)
Classification morphologique des galaxies selon la séquence de Hubble 10.7 Classification morphologique des galaxies spirales – elliptiques – irrégulières Notre univers est en expansion à partir d’une phase dense et chaude son observation dévoile l’évolution des galaxies Classifications des galaxies
Cette phase initiale a eu lieu voilà environ 14 milliards d’années
Localement, beaucoup de spirales et peu d’irrégulières
Dans le passé, moins de spirales et beaucoup d’irrégulières La galaxie sphéroïdale naine (dSph) Fornax ESO WFI 2.2-m
La galaxie sphéroïdale naine Leo I La galaxie sphéroïdale naine Pegasus distance ~ 250 kpc NGC 1132 NGC 1132 HST NASA/ESA HST NASA/ESA
Une galaxie cD, elliptique géante Une galaxie cD, elliptique géante
Les étoiles nous apparaissent globalement sous deux formes différentes
• Les étoiles « proches » sont dites « résolues » lorsqu’elles sont observées comme des points lumineux séparés les uns des autres. On peut les mesurer individuellement : leurs luminosités individuelles, leurs températures de surface individuelles, leurs vitesses individuelles, etc. • Les étoiles « éloignées » sont dites « non-résolues » lorsqu’elles apparaissent comme une lumière diffuse provenant de points lumineux trop éloignés pour être distinguables les uns des autres. On ne mesure que les propriétés intégrées sur un grand nombre : leur luminosité intégrée (valeurs individuelles sommées), leur température de surface intégrée (valeurs individuelles moyennées), leurs vitesses intégrées (valeurs individuelles moyennées). • Ces quantités physiques, individuelles ou moyennées, sont à la base de nos connaissances astrophysiques des étoiles et des galaxies. Une galaxie elliptique cD M87 et plusieurs compagnons elliptiques NGC 1316 ESO-VLT
trou noir supermassif de 109 masses solaires dans le centre de M104 = NGC 4594 Une galaxie elliptique Kormendy 1996 ApJ 473 L91
NGC 7049 M101 HST NASA/ESA NGC 1300 HST NASA/ESA
NGC 1300 HST NASA/ESA NGC 1300 HST NASA/ESA M109 NOAO
Une galaxie spirale barrée galaxie spirale NGC 2217 BVR ESO 3.6m
galaxie spirale Messier 95 BVR ESO VLT La Galaxies M81 observée avec HST La Galaxies M81 observée avec HST La Galaxies M81 observée avec HST (visible), Galex (UV) et Spitzer (IR)
La Galaxies M81 observée La Galaxies M81 observée avec HST avec HST (visible), Galex (UV) et Spitzer (IR) La Galaxies M81 observée La galaxies spirale NGC 891 avec HST (visible), Galex (UV) et Spitzer (IR)
APOD 1 March 2010
Une galaxie irrégulière : le Grand Nuage de Magellan UGC10214 Tadpole et 6,000 autres galaxies
HST-ACS NASA-ESA 3.2'×4.0' UGC10214 Tadpole Sloane Digital Sky Survey et 6,000 autres galaxies
HST-ACS NASA-ESA 3.2'×4.0'
a pair of interacting galaxies called Arp 273
HST NASA/ESA April 2011
The disturbed galactic duo NGC 3169 and NGC 3166 WFI ESO La Silla Chile April 2011 NGC 3314A and B A Trick of Perspective — Chance Alignment Mimics a Cosmic Collision
Cluster of young, blue stars encircling HLX-1, a possible intermediate-mass black hole, 2 5 10 – 10 M¤ which may once have been at the core of a now-disintegrated dwarf galaxy. HST NASA/ESA June 2012
NGC 4676 The Mice Galaxies HST NASA/ESA NGC 2623 = Arp 243
HST NASA/ESA October 2009 Voir le site web : http://terpsichore.stsci.edu/~summers/viz/mhs /
NGC 7252 = Arp 226 Very deep image produced by ESO Wide Field Imager on the MPG/ESO 2.2-metre telescope at ESO La Silla Observatory Chile.
Nov 2010 simulations numériques NGC 7252 = Arp 226 NGC 7252 = Arp 226 Very deep image produced by ESO Wide Field Imager Very deep image produced by ESO Wide Field Imager on the MPG/ESO 2.2-metre telescope at ESO La Silla Observatory Chile. on the MPG/ESO 2.2-metre telescope at ESO La Silla Observatory Chile.
Nov 2010 Nov 2010
NGC 4696, the largest galaxy in the Centaurus Cluster (Abell 3526)
Queues de marée entourant NGC 5907 ACS NASA/ESA Hubble Space Telescope qui ne sont que les débris d’une galaxie naine après collision Centaurus A Overlapping Galaxies 2MASX J00482185-2507365 NGC 5128
Colour composite image revealing the lobes and jets emanating from the active galaxy central black hole.
This is a composite of images obtained with three instruments, operating at very different wavelengths.
(i) The submillimetre data, from APEX (in orange).
(ii) The X-ray data from Chandra (in blue).
(iii) Visible light data from the WFI show the background stars and the galaxy true colour. HST-ACS NASA-ESA Monster Galaxy Lacks a Bright Core
The giant elliptical galaxy in the center of this image, taken by NASA's Hubble Space Telescope, is the most massive and brightest member of the galaxy cluster Abell 2261.
Spanning a little more than one million light-years, the galaxy is about 10 times the 10.8 diameter of our Milky Way galaxy. The bloated galaxy is a member of an unusual class of galaxies with a diffuse core filled with a fog of starlight. Normally, astronomers would expect to see a concentrated peak of light around a central black hole. The Groupes et amas de galaxies Hubble observations revealed that the galaxy's puffy core, measuring about 10,000 light-years, is the largest yet seen.
The observations present a mystery, and studies of this galaxy may provide insight into how black hole behavior may shape the cores of galaxies.
Astronomers used Hubble's Advanced Camera for Surveys and Wide Field Camera 3 to measure the amount of starlight across the galaxy, dubbed A2261-BCG. Abell 2261 is located three billion light-years away.
The observations were taken March to May 2011. The Abell 2261 cluster is part of a multi-wavelength survey called the Cluster Lensing And Supernova Survey with Hubble (CLASH).
Hickson compact group 40 Hickson compact group 87 Autour de l'amas de galaxies RCS2 032727-132623 Un amas de galaxies Abell 1689 apparaissent des mirages bleutés d’une galaxie lointaine HST ACS
zamas = 0.182
-1 σa= 1848 ± 166 km s
Très fortes indications de la présence de grandes quantités de matière sombre
Image HST profonde
tint = 13.2 heures Hubble NASA/ESA
A candidate protocluster at redshift z ≈ 8 a cluster of galaxies in the initial stages of development, the most distant such grouping in the early Universe Matière visible et matière sombre dans l’amas de galaxies Abell 1689
• FRC :
In a sky survey made in near-infrared light Hubble has spotted five galaxies clustered together. They are so distant that their light has taken 13.1 billion years to reach us. These galaxies are among the brightest galaxies at that early stage of the Universe’s history. They are also very young: we are seeing them just 600 million years after the Big Bang. NASA/ESA Hubble Space Telescope HUDF: séparateur Hubble Ultra Deep Field (March 2004)
Image la plus profonde de l’univers
HST/ACS Filtres B,V,I + 400 orbites
The Hubble Ultra Deep Field 2012 High-redshift galaxy candidates in the Hubble Ultra Deep Field 2012
Astronomers using the NASA/ESA Hubble Space Telescope have uncovered seven primitive galaxies from a distant population that formed more than 13 billion years ago. In the process, their observations have put forward a candidate for the record for the most distant galaxy found to date (at redshift 11.9), and have shed new light on the earliest years of cosmic history. The galaxies are seen as they were when the Universe was less than 4 percent of its present age.
NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), and the HUDF 2012 Team 3C 348 = Hercules A : image réelle Vision d’artiste d’un quasar de l’environnement d’un trou noir
NASA/ESA/VLA Hubble Dec 2012
ULAS J1120+0641, the most distant quasar, with z = 7.085 ULAS J1120+0641, the most distant quasar, with z = 7.085 Mortlock et al. 2011, Nature, 474, 616 Mortlock et al. 2011, Nature, 474, 616
This image was created from images taken from surveys made by both the Sloan Digital Sky Survey and the UKIRT Infrared Deep Sky Survey. The quasar appears as a faint red dot close to the centre. This quasar is powered by a black hole with a mass two billion times that of the Sun. Spectrum of the quasar with emission lines displaying a redshift z = 7.085 It is seen as it was just 770 million years after the Big Bang.
This image shows the position of the most distant galaxy discovered so far within a deep sky Hubble Space Telescope survey called GOODS North A Hubble Space (Great Observatories Origins Deep Survey North). Telescope image The survey field contains tens of thousands of galaxies stretching far back into time. of the farthest spectroscopically confirmed galaxy observed to date (in the CANDELS Cosmic Assembly NIR Deep Extragalactic Legacy Survey). NASA Spitzer Space Telescope also observed this galaxy. The Keck Observatory was used to obtain a spectroscopic redshift z=7.7, The remote galaxy GN-z11, shown in the inset, extending the previous existed only 400 million years after the Big Bang, redshift record. The when the Universe was only 3 percent of its current age. galaxy existed over 13 It belongs to the first generation of galaxies in the Universe billion years ago. and its discovery provides new insights into the very early Universe. NASA/ESA May 2015 This is the first time that the distance of an object so far away has been measured from its spectrum, which makes the measurement extremely reliable. NASA / ESA March 2016
Les principaux constituants de l’Univers:
les galaxies et les amas de galaxies
NASA / ESA March 2016