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 Courbe de rotation de M77

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apricot

apricot

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MessageSujet: Courbe de rotation de M77   Courbe de rotation de M77 Icon_minitimeLun 9 Mar 2020 - 20:01

On va continuer ici l'analyse du spectre de M77 (commencé ici : http://urania.forumactif.fr/t1718-galaxies-a-noyau-actif) et faire en amateur (pour la première fois ?) une courbe de rotation d'une galaxie geek

Une courbe de rotation de galaxie c'est la vitesse de rotation des étoiles/nuages de gaz autour du centre d'une galaxie en fonction de leurs distances au centre. Vera Rubin, immense astronome, à été pionnière pour mesurer ces courbes. Et ce faisant elle a découvert que les étoiles à la périphérie des galaxies vont beaucoup plus vite que calculé par les lois de Newton : la vitesse de rotation des galaxies est constante à grande distance du centre. Ça indique qu'il y a une "masse manquante", la matière noire  afro

Courbe de rotation de M77 Rubin10


Le spectre brut de M77, avec les niveau resserrés, montre des raies en émission qui s'étendent de part et d'autre du coeur

Courbe de rotation de M77 Spectr10

On extrait une série de spectres le long de la fente (tout les 3 pixels, intégrés sur 3 pixels, 23 en tout). On a donc l'information spectrale selon une dimension le long de la fente positionnée sur la galaxie

Courbe de rotation de M77 Traite10

Sans trop détailler la technique, les spectres sont intégrés le long de la ligne bleue à la position Y choisie (ici 450 px), les bandes délimitées par les lignes vertes de part et d'autre désignent le fond de ciel qui est retranché au spectre traité.

On obtient une série de spectres :

Courbe de rotation de M77 23spec10
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lucien

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MessageSujet: Re: Courbe de rotation de M77   Courbe de rotation de M77 Icon_minitimeDim 15 Mar 2020 - 7:31

C'est absolument magnifique
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apricot

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MessageSujet: Re: Courbe de rotation de M77   Courbe de rotation de M77 Icon_minitimeDim 29 Mar 2020 - 10:24

Merci Vincent, mais il reste maintenant à exploiter ces spectres.

Maintenant qu'on a les spectres le long de la fente, on peut mesurer sur chaque spectre les positions des diverses raies, et on construit un tableau de données :

Courbe de rotation de M77 Tablea10

Puis, Les longueurs d’ondes observées pour chaque position Y le long de la fente peuvent être exprimées en z (x c =  vitesse), relativement à la Terre ou au centre de M77. En effet, Z = (lambda observé - lambda au repos)/lambda au repos et V = c Z ; les calculs sont simples ! On prend ici le z moyen calculé sur les différentes raies observées.

On obtient un premier graphe de vitesse le long de la fente :

Courbe de rotation de M77 Courbe10

Il nous reste encore un petit calcul à faire: il nous faut exprimer les positions Y le long de la fente en distance linéaire R (en kiloparsec) depuis le centre de M77 study
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apricot

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MessageSujet: Re: Courbe de rotation de M77   Courbe de rotation de M77 Icon_minitimeDim 29 Mar 2020 - 10:38

Il nous faut la distance de M77.

On a déterminé le z du coeur (on choisi le spectre avec le plus de signal et de raies mesurables comme approximation de la détermination du centre galactique) (Notez comme notre mesure de z est bien proche de celle mesurée par les pros).

Donc avec la loi de Hubble-Lemaitre D = cz/H0 on obtient la distance de 15,9 MPc. H0 est la constante de Hubble dont la mesure exacte fait tant débat en ce moment.

Courbe de rotation de M77 D_m7710

On peut ensuite calculer la distance linéaire r = angle d’échantillonnage x D.

L'angle d’échantillonnage e = taille des pixels de la caméra x focale du télescope.

Ainsi on convertit la position en pixel le long de la fente en distance linéaire R au centre de M77.

Courbe de rotation de M77 Kpc_au10
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apricot

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MessageSujet: Re: Courbe de rotation de M77   Courbe de rotation de M77 Icon_minitimeDim 29 Mar 2020 - 10:58

Tadaam, voici la courbe de rotation obtenue :

Courbe de rotation de M77 Courbe11
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Frédéric METZ
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Frédéric METZ

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MessageSujet: Re: Courbe de rotation de M77   Courbe de rotation de M77 Icon_minitimeDim 29 Mar 2020 - 12:53

Super résultat !!!

Les 1ers points à gauche et à droite du centre montre un sens de rotation inversé par rapport aux points suivants.
Est-ce une erreur de mesure, ou bien le centre tourne-t-il dans le sens inverse ?
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MessageSujet: Re: Courbe de rotation de M77   Courbe de rotation de M77 Icon_minitime

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