Astronomie

Pourquoi pouvons-nous approximer la masse de la galaxie spirale comme ça ?

Pourquoi pouvons-nous approximer la masse de la galaxie spirale comme ça ?

C'est une question de Galaxies in the Universe: An Introduction (2e édition), Linda S.Sparke & John S. Gallagher III. Comme le montre l'image

Ma question est pourquoi nous pouvons négliger le renflement de la galaxie spirale et approximer la masse comme $mathcal{M} propto V_{max }^{2} h_{R}$

L'équation 3.20 mentionnée dans cette question est :$frac{V^{2}(r)}{r}=-F_{mathrm{r}}(r)=frac{G mathcal{M}(<>


Pourquoi pouvons-nous approximer la masse de la galaxie spirale comme ça ? - Astronomie

Je suis professeur de sciences en sciences physiques de 9e année. Une question fréquemment posée que je reçois est quelle classe de galaxie spirale est la Voie lactée ? Est-ce un Sa, Sb ou Sc ?

Bien qu'il soit bien admis que la Voie lactée est une galaxie spirale, il y a encore des controverses sur la classe de spirale dont il s'agit. Étant donné que nous sommes coincés au milieu de celui-ci et qu'il est souvent difficile d'obtenir une distance précise des objets astronomiques, obtenir une bonne image 3D a été difficile. Si seulement nous pouvions avoir une vue de l'extérieur.

Quoi qu'il en soit, cela signifie que la réponse à votre question n'est pas connue. Nous ne savons même pas si la Voie lactée a un bar ou non. J'espère que cela satisfera les élèves de 9e !

A propos de l'auteur

Maîtres Karen

Karen a été étudiante diplômée à Cornell de 2000 à 2005. Elle a ensuite travaillé comme chercheuse dans le cadre d'enquêtes sur les décalages vers le rouge des galaxies à l'Université Harvard et fait maintenant partie de la faculté de l'Université de Portsmouth dans son pays d'origine, le Royaume-Uni. Dernièrement, ses recherches se sont concentrées sur l'utilisation de la morphologie des galaxies pour donner des indices sur leur formation et leur évolution. Elle est la scientifique de projet pour le projet Galaxy Zoo.


ALMA découvre la plus ancienne galaxie à morphologie spirale

ALMA a détecté des émissions d'ions carbone dans la galaxie. Des bras en spirale sont visibles des deux côtés de la zone compacte et lumineuse au centre de la galaxie. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Tsukui & S. Iguchi

En analysant les données obtenues avec l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), les chercheurs ont trouvé une galaxie avec une morphologie en spirale seulement 1,4 milliard d'années après le Big Bang. C'est la plus ancienne galaxie du genre jamais observée. La découverte d'une galaxie avec une structure spirale à un stade aussi précoce est un indice important pour résoudre les questions classiques de l'astronomie : « Comment et quand les galaxies spirales se sont-elles formées ?

"J'étais excité parce que je n'avais jamais vu de preuves aussi claires d'un disque en rotation, d'une structure en spirale et d'une structure de masse centralisée dans une galaxie lointaine dans aucune littérature précédente", a déclaré Takafumi Tsukui, étudiant diplômé à SOKENDAI et auteur principal de la recherche. article publié dans la revue La science. "La qualité des données d'ALMA était si bonne que j'ai pu voir tellement de détails que j'ai pensé qu'il s'agissait d'une galaxie proche."

La Voie Lactée, où nous vivons, est une galaxie spirale. Les galaxies spirales sont des objets fondamentaux de l'Univers, représentant jusqu'à 70 % du nombre total de galaxies. Cependant, d'autres études ont montré que la proportion de galaxies spirales diminue rapidement à mesure que nous regardons en arrière dans l'histoire de l'Univers. Alors, quand se sont formées les galaxies spirales ?

Tsukui et son superviseur Satoru Iguchi, professeur à SOKENDAI et à l'Observatoire national d'astronomie du Japon, ont remarqué une galaxie appelée BRI 1335-0417 dans les archives scientifiques d'ALMA. La galaxie existait il y a 12,4 milliards d'années et contenait une grande quantité de poussière, qui obscurcit la lumière des étoiles. Cela rend difficile l'étude de cette galaxie en détail avec la lumière visible. D'autre part, ALMA peut détecter les émissions radio des ions carbone dans la galaxie, ce qui nous permet d'enquêter sur ce qui se passe dans la galaxie.

Les chercheurs ont découvert une structure en spirale s'étendant à 15 000 années-lumière du centre de la galaxie. C'est un tiers de la taille de la Voie lactée. La masse totale estimée des étoiles et de la matière interstellaire dans BRI 1335-0417 est à peu près égale à celle de la Voie lactée.

"Comme BRI 1335-0417 est un objet très éloigné, nous pourrions ne pas être en mesure de voir le vrai bord de la galaxie dans cette observation", commente Tsukui. "Pour une galaxie qui existait au début de l'Univers, la BRI 1335-0417 était une géante."

Alors la question devient, comment cette structure en spirale distincte s'est-elle formée en seulement 1,4 milliard d'années après le Big Bang ? Les chercheurs ont examiné plusieurs causes possibles et ont suggéré que cela pourrait être dû à une interaction avec une petite galaxie. La BRI 1335-0417 forme activement des étoiles et les chercheurs ont découvert que le gaz dans la partie externe de la galaxie est gravitationnellement instable, ce qui favorise la formation d'étoiles. Cette situation est susceptible de se produire lorsqu'une grande quantité de gaz est fournie de l'extérieur, probablement en raison de collisions avec des galaxies plus petites.

Le sort de BRI 1335-0417 est également entouré de mystère. Les galaxies qui contiennent de grandes quantités de poussière et produisent activement des étoiles dans l'Univers ancien sont considérées comme les ancêtres des galaxies elliptiques géantes de l'Univers actuel. Dans ce cas, la BRI 1335-0417 change de forme, passant d'une galaxie à disque à une elliptique à l'avenir. Ou, contrairement à la vision conventionnelle, la galaxie peut rester une galaxie spirale pendant longtemps. BRI 1335-0417 jouera un rôle important dans l'étude de l'évolution de la forme des galaxies au cours de la longue histoire de l'Univers.

"Notre système solaire est situé dans l'un des bras spiraux de la Voie lactée", explique Iguchi. « Retracer les racines de la structure en spirale nous fournira des indices sur l'environnement dans lequel le système solaire est né. J'espère que cette recherche fera progresser davantage notre compréhension de l'histoire de la formation des galaxies. »

Ces résultats de recherche sont présentés dans T. Tsukui & S. Iguchi "Spiral morphology in an intensely star-forming disk galaxy plus de 12 milliards d'années" publié en ligne par la revue La science le jeudi 20 mai 2021.


La Voie lactée pourrait ne jamais devenir une galaxie elliptique

Une série d'images fixes montrant la fusion Voie Lactée-Andromède, et comment le ciel apparaîtra différent. [+] de la Terre comme cela se produit. Cette fusion se produira environ 4 milliards d'années dans le futur, avec une énorme formation d'étoiles qui finira par s'apaiser vers un état plus calme. Le dernier panneau, en particulier, nous montre comme une galaxie elliptique géante rouge et morte, et ce résultat est maintenant très incertain.

NASA Z. Levay et R. van der Marel, STScI T. Hallas et A. Mellinger

Vous n'y pensez probablement pas très souvent, mais la galaxie de la Voie lactée ne restera pas très longtemps dans son état actuel et non perturbé. Notre groupe local est dominé par seulement deux galaxies principales - nous-mêmes et Andromède - avec quelques

60 autres galaxies plus petites liées gravitationnellement par notre gravitation mutuelle. Au cours des 13,8 milliards d'années passées, un certain nombre de fusions mineures et majeures ont eu lieu, avec de nombreux épisodes de formation d'étoiles et d'accrétion de gaz dans notre voisinage, conduisant aux galaxies évoluées que nous avons à proximité aujourd'hui.

Mais l'évolution cosmique n'arrête pas seulement cette évolution est continue. Au cours des 4 prochains milliards d'années, la Voie lactée et Andromède se rapprocheront, s'influenceront gravitationnellement et finiront, après une série complexe d'interactions, à fusionner. Lorsque les grandes galaxies fusionnent, elles déclenchent une explosion de nouvelles étoiles, créent des vents et expulsent du gaz. Cela a conduit beaucoup, au cours des dernières décennies, à conclure que notre destin éventuel après la fusion, déjà connu sous le nom de Milkdromeda, évoluera en une galaxie elliptique géante.

Seulement, cette sagesse conventionnelle est presque certainement fausse, et pratiquement tous les chercheurs à la pointe de l'évolution des galaxies comprennent pourquoi. Voici la science derrière notre destin ultime.

Cette galaxie inhabituelle est à mi-chemin entre l'évolution d'une galaxie spirale à une galaxie lenticulaire, . [+] contenant à la fois un énorme renflement central et les bandes de poussière classiques associées à une spirale. En théorie, il existe deux manières de faire une elliptique : à partir d'un effondrement monolithique ou à partir d'une hiérarchie de plusieurs fusions majeures. Si cette galaxie subit cette dernière, des fusions supplémentaires sont nécessaires pour former une véritable elliptique.

Si vous voulez former une galaxie elliptique, il existe deux manières théoriques de le faire.

  1. Effondrement monolithique. Le premier scénario jamais développé qui pourrait expliquer avec succès la formation de galaxies elliptiques a également été l'un des plus résistants. Tout simplement, l'effondrement monolithique conjecture qu'une grande masse de matière riche en gaz, initialement ou très tôt, s'effondre sous sa propre gravité. Cela conduit à une énorme explosion de formation d'étoiles, à de forts vents galactiques et à l'éjection d'une grande partie de la matière restante. Une fois cet événement terminé, les étoiles qui se sont formées resteront et vieilliront, et seul le gaz à proximité qui tombera plus tard contribuera à la formation future d'étoiles.
  2. Fusions hiérarchiques. La principale alternative à l'effondrement monolithique, ce scénario suppose que la plupart des premières galaxies qui se forment sont petites, en forme de spirale et se développent par accrétion et fusion. Lorsque des fusions majeures - c'est-à-dire des fusions entre deux galaxies de masse approximativement égale - se produisent, cela peut conduire à des événements de formation d'étoiles incroyablement riches. Les orbites des étoiles deviennent aléatoires, le gaz est éjecté et nous nous retrouvons avec une galaxie pauvre en gaz ou sans gaz dont les étoiles pullulent autour du centre comme des abeilles en colère dans une ruche.

La paire de galaxies spirales en interaction connue sous le nom d'Arp 87. Notez la présence d'une autre spirale de bord . [+] galaxie en bas à gauche qui est en arrière-plan et ne fait pas partie de ce système. Les interactions de marée dépouillent le gaz et forment de nouvelles étoiles, mais ces galaxies finiront par fusionner. Étonnamment pour beaucoup, cependant, il est peu probable qu'il forme un elliptique en conséquence.

NASA, ESA, traitement du télescope spatial Hubble : Douglas Gardner

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Si nous voulons savoir quel scénario représente la majorité des galaxies elliptiques dans l'Univers, ce que nous devons faire est d'examiner ces types de galaxies en détail pour voir quelle histoire correspond le mieux aux preuves.

La première chose que nous pouvons faire est d'examiner quels types de galaxies existent et à quel point elles sont rares ou courantes. Les galaxies existent généralement à trois endroits différents :

  • les galaxies de champ, qui sont relativement isolées des autres galaxies,
  • les galaxies périphériques, comme la nôtre, qui sont en petits groupes ou sur les bords des amas,
  • ou les amas de galaxies, qui se trouvent principalement vers le centre de riches et grands amas de galaxies.

Sur le terrain, presque chaque galaxie est une spirale d'un certain type. Certaines galaxies sont irrégulières - en grande partie celles qui sont en train d'interagir - mais les spirales sont extrêmement courantes et les elliptiques sont relativement rares. L'histoire est similaire pour les galaxies périphériques également : les spirales dominent, les elliptiques sont rares (mais elles existent, et sont moins rares qu'elles ne le sont sur le terrain). Mais au cœur des clusters riches, il y a une division saine. Une fraction substantielle des galaxies trouvées à l'intérieur d'un amas riche, comme la Vierge ou le Coma, sont elliptiques, et la fraction d'elliptiques par rapport aux spirales augmente la masse plus élevée et plus proche du centre de l'amas que vous regardez.

L'amas de galaxies Hercule présente une grande concentration de galaxies de plusieurs centaines de millions de . [+] à des années-lumière. Plus on regarde le noyau de l'amas, plus la fraction de galaxies elliptiques que l'on trouve est importante, alors qu'à la périphérie de l'amas, les spirales dominent.

ESO/INAF-VST/OmegaCAM. Remerciements : OmegaCen/Astro-WISE/Institut Kapteyn

C'est un indice vers la réponse, mais ce n'est pas un élément de preuve décisif en soi. Les galaxies qui existent dans des amas riches, denses et massifs sont beaucoup plus susceptibles de connaître des fusions majeures - à la fois dans leur passé lointain et dans l'histoire cosmique récente - que les galaxies sur le terrain ou en petits groupes ou en périphérie d'amas.

D'autre part, les galaxies qui existent dans ces environnements massifs sont nées d'une région de l'espace qui avait, au départ, une "graine" beaucoup plus grande à partir de laquelle se développer. Les régions initiales les plus denses se développent pour devenir plus tard les régions les plus riches en structure, et ainsi elles attirent de plus en plus de masse en elles à des moments précoces.

En d'autres termes, les galaxies qui existent dans des amas riches devraient à la fois atteindre de grandes masses à des moments précoces afin qu'elles soient capables de subir un effondrement monolithique, ainsi qu'être plus susceptibles d'entrer en collision et de fusionner avec d'autres grandes galaxies. Le simple fait de regarder où se trouvent ces galaxies ne nous donne pas suffisamment d'informations pour déterminer lequel de ces deux scénarios est le plus responsable des galaxies elliptiques que nous voyons dans l'Univers.

La galaxie Centaurus A a une composante de disque poussiéreux, mais est dominée par une forme elliptique et . [+] un halo de satellites : preuve d'une galaxie très évoluée qui a connu de nombreuses fusions dans son passé. C'est la galaxie active la plus proche de nous, mais c'est en examinant l'ensemble de la lumière qui en provient que nous pouvons essayer de déterminer quand les différentes populations stellaires qu'elle contient se sont formées et s'il y a une formation d'étoiles en cours aujourd'hui.

Christian Wolf & SkyMapper Team/Université nationale australienne

Mais regarder à l'intérieur de ces galaxies elliptiques, les étoiles à l'intérieur, peut fournir un indice formidable. Chaque fois que nous absorbons la lumière d'une galaxie, nous pouvons la décomposer en ses différentes longueurs d'onde. Plutôt que d'effectuer une spectroscopie, qui peut être trop granulaire à ces fins, nous pouvons examiner ces galaxies en les regardant photométriquement. Cela prend essentiellement toute la lumière des étoiles de la galaxie et pose des questions telles que :

  • Quelle quantité de cette lumière est ultraviolette ?
  • Combien coûte le bleu ?
  • Combien coûte le vert, le jaune, l'orange ou le rouge ?
  • Combien coûte l'infrarouge ?
  • Quelle quantité de gaz est présente et quelle quantité de poussière est présente?

Sur la base des réponses à ces questions, nous pouvons en apprendre davantage sur les étoiles qui existent à l'intérieur de chacune de ces galaxies. Ces informations permettent généralement de déduire où et quand les plus grands épisodes de formation d'étoiles passées ont eu lieu, si la formation d'étoiles s'est poursuivie de manière continue ou sporadique, et si le gaz continue de s'écouler et de former de nouvelles étoiles, ou - comme de nombreuses galaxies elliptiques - l'étoile la population à l'intérieur indique qu'elle n'a pas formé de nouvelles étoiles depuis des milliards d'années : une galaxie « rouge et morte ».

Arp 116, dominé par le géant elliptique Messier 60. (La spirale voisine est sans rapport.) Sans . [+] de grandes populations de gaz pour former de nouvelles étoiles, les étoiles déjà existantes dans la galaxie finiront par s'éteindre, ne laissant pas grand-chose qui puisse illuminer le ciel. Les galaxies elliptiques riches en métaux qui ont manqué de carburant le plus rapidement pourraient être les meilleurs endroits pour rechercher les toutes premières planètes habitables à apparaître dans l'Univers.

Télescope spatial Hubble NASA/ESA

Alors, avec toutes les données astronomiques que nous avons accumulées, qu'avons-nous appris sur les galaxies elliptiques qui existent dans notre Univers ? Beaucoup de choses, dont certaines assez surprenantes.

  • Presque tous ont formé l'écrasante majorité de leurs étoiles il y a très longtemps, mais n'ont connu aucun épisode majeur de formation d'étoiles au cours des 9 à 11 derniers milliards d'années.
  • Alors que la plupart des vélos elliptiques ne continuent pas à accumuler du gaz et à former de nouvelles étoiles, le deuxième événement le plus courant est que le gaz continue de s'infiltrer et, lentement, mais continuellement, forme de nouvelles étoiles en conséquence.
  • Et que - avec l'avènement des télescopes qui peuvent voir dans le temps jusqu'à l'enfance de l'Univers - des fusions majeures de grandes galaxies riches en gaz étaient courantes lorsque l'Univers n'avait que 2 à 3 milliards d'années, déclenchant des sursauts de formation d'étoiles, mais aussi des vents stellaires énormes.

En d'autres termes, la plupart des galaxies elliptiques qui existent aujourd'hui sont le résultat d'une combinaison d'effondrement monolithique et de nombreuses fusions majeures au sein d'un amas riche, que les vents des épisodes intenses de formation d'étoiles chassent le gaz, et que, à moins que du nouveau gaz ne soit aspiré. en, ces elliptiques cessent de former des étoiles au moment où l'Univers n'a que ⅓ son âge actuel.

Zw II 96 dans la constellation de Delphinus, le Dauphin, est un exemple de fusion de galaxies située . [+] à quelque 500 millions d'années-lumière. La formation d'étoiles est déclenchée par ces classes d'événements et peut utiliser de grandes quantités de gaz dans chacune des galaxies progénitrices, plutôt qu'un flux constant de formation d'étoiles de bas niveau trouvée dans des galaxies isolées. Notez les flux d'étoiles entre les galaxies en interaction. C'est une preuve du scénario de fusion hiérarchique.

NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration et A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

Mais qu'arrive-t-il aux autres galaxies de l'Univers ? Si vous ne grandissez pas et ne fusionnez pas pour former une galaxie elliptique à l'intérieur d'un amas riche dès le début, cela signifie-t-il que vous ne deviendrez jamais elliptique ? Ou, pour le dire autrement, qu'en est-il du scénario de fusion hiérarchique qui favorise les fusions tardives des galaxies ?

Il s'avère que cela se produit également. En fait, très tôt dans le jeune Univers et en particulier dans les amas, les fusions se sont produites rapidement et fréquemment, et ont probablement joué un rôle majeur dans la création de la majorité des elliptiques géants. Mais à la périphérie de l'Univers - et dans les régions peu peuplées entre les amas riches - vous êtes beaucoup plus susceptible de voir l'accumulation lente et progressive de matière. Les galaxies gazeuses et satellites sont entraînées dans leurs plus grandes voisines. Les fusions majeures sont relativement rares et spectaculaires lorsqu'elles se produisent.

En fait, vous avez probablement vu soit une animation, soit un schéma à plusieurs panneaux montrant le modèle prototypique de ce qui se passe lorsque deux galaxies spirales de taille similaire fusionnent.

L'image classique d'une fusion : où deux spirales interagissent, perturbent, fusionnent et s'installent. Même si . [+] l'étape finale est classiquement montrée comme expulsant l'écrasante majorité du gaz galactique, conduisant à une galaxie elliptique au final, des observations récentes et des simulations améliorées ont jeté le doute sur cette image formant un elliptique à partir de la fusion majeure de deux spirales est assez peu fréquent.

NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration et A. Evans (Université de Virginie, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University), K. Noll (STScI) et J. Westphal (Caltech)

Beaucoup de ceci est correct. Dans chaque fusion entre deux galaxies spirales de masse importante, les choses suivantes se produisent presque toujours :

  • les deux galaxies interagissent gravitationnellement,
  • qui provoque des forces de marée (où le côté proche subit une plus grande attraction gravitationnelle que le côté éloigné de chaque galaxie),
  • ce qui provoque la compression des nuages ​​de gaz,
  • conduisant à l'extraction du gaz et à la formation d'étoiles,
  • qui conduit aux vents stellaires,
  • qui peut finir par éjecter des quantités importantes de gaz,
  • tandis que les orbites stellaires évoluent dans une myriade de directions.

L'image qui est le plus souvent peinte - et peut-être, il y a 20 ans, on aurait pu soutenir que c'était l'image la plus probable - est celle où tout le gaz dans les deux galaxies forme des étoiles ou est éjecté, les orbites de toutes les étoiles sont randomisées d'une certaine manière, et une galaxie elliptique est le résultat final.

Mais même s'il s'agit d'une image courante, même parmi les astronomes, la vérité est que la plupart des fusions - même la plupart des fusions majeures - n'aboutissent pas à une galaxie elliptique à la fin.

Le Sombrero Galaxy, Messier 104, a un gros renflement central mais aussi un disque proéminent. Certains classent. [+] en tant qu'elliptique et d'autres en spirale en raison de sa double nature en réalité, il raconte peut-être une histoire où des fusions plus anciennes entre spirales ont donné naissance à une composante elliptique, mais la structure globale en spirale reste toujours.

NASA/ESA et The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Au lieu de cela, deux galaxies spirales en collision sont beaucoup plus susceptibles de produire quelque chose qui ressemble encore à une spirale. Il pourrait avoir une composante elliptique (comme un renflement central d'étoiles), mais une seule fusion majeure est peu susceptible de perdre suffisamment de moment angulaire - où la majeure partie de la galaxie tourne autour d'un axe particulier - pour éliminer la composante de disque résultant d'un ou les deux galaxies progénitrices.

De nombreuses galaxies de notre ciel nocturne, en fait, comme le Centaure A ou la Galaxie du Sombrero (Messier 104, ci-dessus), présentent des propriétés à la fois des galaxies spirales et elliptiques : où elles ont un halo ellipsoïdal important d'étoiles autour d'elles, mais ont également un disque stellaire proéminent avec des pistes de poussière en eux.

La Voie lactée et Andromède, en ce qui concerne les galaxies spirales, ont toutes deux de petits renflements centraux, une structure de disque proéminente et sont relativement pauvres en gaz. Mais leur moment angulaire est si grand que dans l'écrasante majorité des simulations, nous ne nous retrouvons pas du tout avec une galaxie elliptique. En fait, le mieux que l'on puisse dire à propos de deux galaxies spirales de masse à peu près égale qui fusionnent, c'est qu'elles peuvent parfois former une galaxie elliptique, mais - comme la proche elliptique NGC 3610 (ci-dessous) - mais que de tels résultats sont rares, et qu'un disque et même du gaz persistera.

La galaxie NGC 3610, bien qu'elle soit classée comme elliptique, présente de nombreuses caractéristiques inhabituelles. Il a un . [+] disque proéminent il a une population d'étoiles relativement jeune (formée

il y a 4 milliards d'années), et possède d'autres éléments de preuve indiquant que cela peut être le résultat d'une fusion majeure récente, plutôt que de quelque chose qui ressemble à la plupart des elliptiques qui ont atteint leur forme finale il y a longtemps.

ESA/Hubble & NASA, Remerciements : Judy Schmidt

Que va-t-il donc arriver à notre Voie lactée au cours des prochains milliards d'années ? En fusionnant avec Andromède, il est susceptible de déclencher plusieurs vagues de formation de nouvelles étoiles dans les deux galaxies, générant de jeunes étoiles, de puissants vents stellaires et éjectant une fraction importante du gaz. Les orbites de plusieurs milliards d'étoiles seront perturbées et nous gagnerons un grand renflement d'étoiles de forme ellipsoïdale.

Mais les énormes quantités de moment angulaire dans les disques de la Voie lactée et d'Andromède seront conservées, et la galaxie post-fusion - que nous pouvons encore appeler Milkdromeda, si nous voulons - est toujours susceptible de maintenir un disque, de posséder encore du gaz. et de la poussière, et de continuer à former de nouvelles étoiles le long des ondes de densité qui se propagent à travers ce disque, créant l'apparence familière du bras spiral de ces galaxies.

Nous continuerons à former lentement de nouvelles étoiles pendant plusieurs milliers de milliards d'années. Notre Groupe Local ne deviendra pas "rouge et mort" pendant plusieurs fois l'âge actuel de l'Univers. Et, peut-être le plus important, nous aurons toujours une caractéristique semblable à la Voie lactée dans le ciel nocturne de toutes les planètes présentes dans un avenir lointain. Il viendra peut-être un jour où nos traits en spirale ne seront plus. Mais depuis le début du siècle, nous avons appris que le jour ne viendra pas où la Voie lactée et Andromède fusionneront, mais bien plus loin dans un futur lointain.


Une image spectaculaire capturée par Hubble montre une galaxie spirale étrangement déformée

Cette image spectaculaire du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA montre les bras traînants de NGC 2276, une galaxie spirale distante de 120 millions d'années-lumière dans la constellation de Céphée. À première vue, le délicat tracé des bras spiraux brillants et des couloirs de poussière sombre ressemble à d'innombrables autres galaxies spirales. Un examen plus attentif révèle une galaxie étrangement déséquilibrée façonnée par l'interaction gravitationnelle et la formation intense d'étoiles. Crédit : ESA/Hubble & NASA, P. Sell, Remerciements : L. Shatz

Cette image spectaculaire du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA montre les bras traînants de NGC 2276, une galaxie spirale distante de 120 millions d'années-lumière dans la constellation de Céphée. À première vue, le délicat tracé des bras spiraux brillants et des couloirs de poussière sombre ressemble à d'innombrables autres galaxies spirales. Un examen plus attentif révèle une galaxie étrangement déséquilibrée façonnée par l'interaction gravitationnelle et la formation intense d'étoiles.

Cette image saisissante montre l'apparence inhabituellement tordue de NGC 2276, une apparence causée par deux interactions astrophysiques différentes - l'une avec le gaz surchauffé envahissant les amas de galaxies, et l'autre avec un voisin galactique proche.

L'interaction de NGC 2276 avec le milieu intraamas – le gaz surchauffé situé entre les galaxies des amas de galaxies – a déclenché une explosion de formation d'étoiles le long d'un bord de la galaxie. Cette vague de formation d'étoiles est visible sous la forme de la lueur brillante et teintée de bleu d'étoiles massives nouvellement formées vers le côté gauche de cette image, et donne à la galaxie une apparence étrangement déséquilibrée. La récente explosion de formation d'étoiles de NGC 2276 est également liée à l'apparition d'habitants plus exotiques - les trous noirs et les étoiles à neutrons dans les systèmes binaires.

Cette image montre une vue grand champ de NGC 2276, une galaxie spirale distante de 120 millions d'années-lumière dans la constellation de Céphée. À première vue, le délicat tracé des bras spiraux brillants et des couloirs de poussière sombre ressemble à d'innombrables autres galaxies spirales. Un examen plus attentif révèle une galaxie étrangement déséquilibrée façonnée par l'interaction gravitationnelle et la formation intense d'étoiles. Crédit : Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/Université de l'Arizona

De l'autre côté de la galaxie de cette explosion de nouvelles étoiles, l'attraction gravitationnelle d'un compagnon plus petit déforme les bords extérieurs de NGC 2276. Cette interaction avec la petite galaxie en forme de lentille NGC 2300 a déformé les bras spiraux les plus externes de NGC 2276, donnant la fausse impression que la plus grande galaxie est orientée face à la Terre. [1] NGC 2276 et son compagnon perturbateur NGC 2300 peuvent tous deux être vus dans l'image d'accompagnement, qui montre une vue plus large des galaxies en interaction.

NGC 2276 n'est en aucun cas la seule galaxie à l'apparence étrange. L'Atlas des galaxies particulières - un catalogue de galaxies inhabituelles publié en 1966 - contient une ménagerie de galaxies étranges et merveilleuses, y compris des fusions de galaxies spectaculaires, des galaxies en forme d'anneau et d'autres bizarreries galactiques. Comme il sied à une galaxie inhabituellement contorsionnée, NGC 2276 a la particularité d'être répertoriée deux fois dans l'Atlas des galaxies particulières – une fois pour ses bras spiraux déséquilibrés et une fois pour son interaction avec son plus petit voisin NGC 2300.

Remarques

  1. L'alignement réel de NGC 2276 peut être déduit de la position de son noyau galactique brillant, qui est décalé par rapport aux bras spiraux déformés.

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15 commentaires sur "Une image spectaculaire capturée par Hubble montre une galaxie spirale étrangement contorsionnée"

Babu G. Ranganathan*
(B.A. Bible/Biologie)

JUSTE PARCE QUE LA SCIENCE PEUT EXPLIQUER comment fonctionne un avion, cela ne veut pas dire que personne n'a conçu ou fabriqué l'avion. Et ce n'est pas parce que la science peut expliquer le fonctionnement de la vie ou de l'univers qu'il n'y avait pas de concepteur et de créateur derrière eux.

Les lois naturelles peuvent expliquer comment l'ordre dans l'univers fonctionne et opère, mais de simples lois naturelles non dirigées ne peuvent expliquer l'origine de cet ordre. Une fois que vous avez une cellule complète et vivante, le code génétique et la machinerie biologique existent pour diriger la formation de plus de cellules à partir de matières premières telles que les acides aminés et d'autres produits chimiques, mais comment la vie ou la cellule ont-elles pu être naturellement créées sans code ni mécanismes directeurs. existait dans la nature ? Lisez mon article Internet : COMMENT LA SCIENCE LÉGALE RÉFUTE L'ATHÉISME.

QU'EST CE QUE LA SCIENCE? La science est simplement une connaissance basée sur l'observation. Aucun humain n'a observé l'univers venir par hasard ou par conception, par création ou par évolution. Ce sont des positions de foi. La question est de savoir quelle foi les preuves scientifiques soutiennent le mieux.

LA SCIENCE MONTRE QUE L'UNIVERS NE PEUT PAS ÊTRE ÉTERNEL car il n'aurait pas pu se maintenir éternellement en raison de la loi de l'entropie (décroissance nette croissante et irréversible de l'énergie, même dans un système ouvert). Même un hypothétique univers oscillant ne pourrait pas continuer à osciller éternellement ! La théorie de la relativité générale d'Einstein montre que l'espace, la matière et le temps sont tous physiques et ont tous un commencement. L'espace produit même des particules parce que c'est en fait quelque chose, pas rien. Qu'en est-il du boson de Higgs (la soi-disant « particule de Dieu ») ? Le boson de Higgs, même s'il existait, n'aurait pas créé de masse à partir de rien, mais aurait plutôt converti de l'énergie en masse. Einstein a montré que toute matière est une forme d'énergie. Même le temps a eu un commencement ! Le temps n'est pas éternel.

La loi de l'entropie ne permet pas à l'univers d'être éternel. Si l'univers était éternel, tout, y compris le temps (dont la science moderne a montré qu'il est aussi physique que la masse et l'espace), serait désormais totalement entropé et l'univers entier se serait terminé par une mort thermique uniforme il y a très, très longtemps. . Le fait que cela ne se soit pas déjà produit est une preuve puissante d'un commencement de l'univers.

Le scientifique athée populaire Stephen Hawking admet que l'univers a eu un commencement et est venu de rien, mais il croit que rien n'est devenu quelque chose par un processus naturel encore à découvrir. Ce n'est pas du tout une pensée rationnelle, et ce serait aussi rendre l'effet plus grand que sa cause de dire que rien n'a créé quelque chose. Le début devait être d'origine surnaturelle car la science nous enseigne à partir de la première loi de la thermodynamique que les lois et les processus naturels n'ont pas la capacité de faire naître quelque chose à partir de rien.

L'origine surnaturelle de l'univers ne peut pas être prouvée par la science, mais la science pointe vers une intelligence et un pouvoir surnaturels pour l'origine et l'ordre de l'univers. D'où vient Dieu ? Évidemment, contrairement à l'univers, la nature de Dieu n'a pas besoin de commencement.

Le désordre dans l'univers peut être expliqué par le hasard et les processus aléatoires, mais l'ordre ne peut être expliqué que par l'intelligence et la conception.

La gravité peut expliquer comment l'ordre trouvé dans les cours précis et ordonnés de milliers de milliards d'étoiles est maintenu, mais la gravité ne peut pas expliquer l'origine de cet ordre.

Certains astronomes évolutionnistes pensent que des milliards d'étoiles se sont écrasées les unes contre les autres, laissant les étoiles survivantes pour trouver des orbites ordonnées précises dans l'espace. Non seulement c'est irrationnel, mais s'il y avait une telle collision massive d'étoiles, il y aurait un résidu de super masse de nuages ​​de gaz dans l'espace pour soutenir cette hypothèse. Le niveau actuel de résidus de nuages ​​de gaz dans l'espace ne supporte pas l'ampleur de la mort d'étoiles requise pour une telle hypothèse. Et, comme déjà dit, l'origine des étoiles ne peut pas être expliquée par le Big Bang pour les raisons évoquées ci-dessus. C'est une chose de dire que les étoiles peuvent se désintégrer et mourir en nuages ​​de gaz aléatoires, mais c'est totalement différent de dire que les nuages ​​de gaz se forment en étoiles.

Même le père de la théorie du chaos a admis que les « mécanismes » existant dans le monde non vivant ne permettent que des niveaux d'ordre très rudimentaires d'apparaître spontanément (par hasard), mais pas le type ou le niveau d'ordre que nous trouvons dans les structures. d'ADN, d'ARN et de protéines. Oui, il a été démontré que des acides aminés individuels sont apparus par hasard, mais pas des molécules de protéines qui nécessitent que les divers acides aminés soient dans un ordre précis, tout comme les lettres trouvées dans une phrase.

Certaines choses n'ont pas besoin d'expérimentation ou de preuve scientifique. In law there is a dictum called prima facie evidence. It means “evidence that speaks for itself.”

An example of a true prima facie would be if you discovered an elaborate sand castle on the beach. You don’t have to experiment to know that it came by design and not by the chance forces of wind and water.

If you discovered a romantic letter or message written in the sand, you don’t have to experiment to know that it was by design and not because a stick randomly carried by wind put it there. You naturally assume that an intelligent and rational being was responsible.

It’s interesting that Carl Sagan would have acknowledged sequential radio signals in space as evidence of intelligent life sending them, but he wouldn’t acknowledge the sequential structure of molecules in DNA (the genetic code) as evidence of an intelligent Cause. Read my popular Internet article, HOW DID MY DNA MAKE ME.

I encourage all to read my popular Internet articles:

NATURAL LIMITS TO EVOLUTION
HOW FORENSIC SCIENCE REFUTES ATHEISM

Visit my latest Internet site: THE SCIENCE SUPPORTING CREATION (This site answers many arguments, both old and new, that have been used by evolutionists to support their theory)

Author of popular Internet article, TRADITIONAL DOCTRINE OF HELL EVOLVED FROM GREEK ROOTS

*I have given successful lectures (with question and answer period afterwards) defending creation before evolutionist science faculty and students at various colleges and universities. I’ve been privileged to be recognized in the 24th edition of Marquis “Who’s Who in The East” for my writings on religion and science.

More CGI for the dumbed down masses.
Space and all that comes with it is literally the most impossible fantasy land thing imaginable… Everything is based off of assumptions, theories, non-provable, unobservable, made-up, and invisible mathemagical nonsense that exists only on paper and in the minds of liars… Space is Fake. Programmed monkeys

Can’t be too good of a religious belief system if you have to post to a science site to try and recruit followers. Perhaps you should rely upon faith rather than spreading your apostasy among those who don’t share your delusions.

I wish your comment made sense and then I could possible write a good rebuttal. I will just say this God is real and Space is your minds

Wrong forum for your religious beliefs.

No, I did not finish the first post, the second sentence showed the delusional track followed by one who cannot fathom truth.
Now to follow Thumper’s advice and not say anything more at all.

Get out of your space monkey fantasy

Spirals. Can’t live with them, cannot live with them.

D'accord. First I ask to be pardoned for my lack of scientific inclination. I don’t understand the standard model, the non standard model or the brain rupturing math associated. No need to batter me with insults or angry mobs chanting for my beheading. If scientists are able to describe the earth during a time of human inexistence, I’d like a simple explanation as to (a) How did the first human baby feed and care for itself until he/she was able to walk (b) how did he/she reproduce (c) why aren’t we observing those processes now

Hi Terry,
The genetic changes are initially small and gradual, so my answers:
A) by his or her mother and father or however they were called
B) reproduction like today but they did not have hospitals for delivery
C) yes we can, estimated time for a major genetic change is 30000 to 100000 years

To continue my answers a bit: humans and our forefathers have been social creatures, so highly likely they lived in groups. Naturally the reproduction did happen within the group, or with neighboring groups. Over time favorable genetic changes spread over the whole group or groups. It could had taken 100+ years. Still that is just a blinks of an eye in evolution time scale. So, your first human baby was not born in one divine instant, but over time as an outcome of a series of genetic changes. Archeologists have found human like beings (hominids) dating back as far as 3 million years. We cannot be absolutely sure of their child care habits back then when this so called first human baby was born. Presumable, at least his/her mother took care of her, and probably also the father. Equally well it could had been that all mothers took care of the young while males did the hunting. Small genetic changes happen all the time, and this we can notice. The question is just when the next generation will surface. It may tale really long before the reproduction is no longer possible between the old and new. For example lions and and tihers have been existing for millions of years and they can still produce babies, namely ligers, the largest cat in this era. Ligers are infertile and cannot reproduce their own offsprings. Hopefully, with these extra explanations, my answers were simple enough.
P.s. Almost the same answer applies even if you ment homo sapiens as the first human, instead of the first human like being of the hominoids. Time scale is just then shorter, just 30000 to 45000 years ago.

Our Creator is still creating!
Amazingly beautiful stars, galaxies, and planets.
How is this the wrong forum for religious beliefs? Maybe it is the wrong forum to express your godless atheism?
My God lives! Je sais que. What explanation do you offer for this incredible beauty and complexity? Random collisions of gases? Where did the gases come from??

The Oneness of The Creator

Praise is due to Allah Whose worth cannot be described by speakers, whose bounties cannot be counted by calculators and whose claim (to obedience) cannot be satisfied by those who attempt to do so, whom the height of intellectual courage cannot appreciate and the depths of understanding cannot reach He, for whose description no limit has been laid down, no praise exists, no time is ordained and no duration is fixed. He brought forth creation through His Omnipotence, dispersed winds through His Compassion and made firm the shaking earth with rocks.

The foremost in religion is the acknowledgment of Him. The perfection of acknowledging Him is to testify Him. The perfection of testifying Him is to believe in His Oneness. The perfection of believing in His Oneness is to regard Him Pure. The perfection of His purity is to deny Him attributes because every attribute is a proof that it is different from that to which it is attributed and everything to which something is attributed is different from the attribute.

Thus, whoever attaches attributes to Allah recognizes His like. Who recognizes His like regards Him as two. Who regards Him as two recognizes parts for Him, and who recognizes parts for Him mistakes Him, and who mistakes Him points at Him, and who points at Him admits limitations for Him, and who admits limitations for Him numbers Him.

Whoever said in what is He, held that He is contained, and whoever said on what is He held He is not on something else. He is a Being but not through phenomenon of coming into being. He Exists but not of non-Existence. He is with everything but not in physical nearness. He is different from everything but not in physical separation. He acts but without connotation of movements and instruments. He sees even when there is none to be looked at from among His creation. He is only One, such that there is none with whom He may keep company or whom He may miss in his absence.

The Creation of the Universe

He initiated creation and commenced it originally, without undergoing reflection, without making use of any experiment, without innovating any movement and without experiencing any mental aspiration. He fixed the timings of everything. He established balance among their variations and harmonized them with each other. He gave everything its purpose, shape, properties and features. He knew them before creating them, having full control over their limits and confines. He knew their essence and components.

The Almighty created the wide space and expanse of the universe. He flowed into it waters, whose waves were stormy and whose surges leapt one over the other. He loaded this water on dashing winds and breaking cyclones, ordered them to shed it back and forth, gave the wind control over it. The wind blew under it while water flooded furiously over it.

Then, the Almighty created forth another type of wind and made it rotate around its own center, then increased its strength and intensified its motion and spread it far and wide. Then He ordered this wind to raise deep and dense waters to form wind waves. So, the wind churned the water like the churning of curd and pushed it fiercely into high ocean waves, moving still waters onto the flowing waters, churning it until it created layers full of foam.

Then the Almighty raised the foam to the open and vast space and made therefrom the seven skies. He made the lower one as a steady wave and the upper one as protective ceiling and high edifice without any pole to support it and without joints to hold it together. Then, He decorated these skies with sparkling stars and glowing planets. He hung the shining sun and the bright moon within the revolving sky, moving roof and rotating galaxy.

1400+ yrs ago by IMAM ALI The Son of Abi Talib

The treasure of prophetic knowledge. The above is an excerpt from his first sermon in Nahjul-Balagha: aka The Peak of Eloquence

There may have been some kind of god like creature that started this whole thing but im pretty sure he never had a son named Jesus

Everyone wants to make their photos the most beautiful. Somebody wants to auto cut his image. Someone wants to change background of their photo or cut out image.
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This massive, super-bright galaxy rewrites the history of the universe

A large galaxy with a distinct structure emerged at a time when it shouldn't have.

But the newborn universe didn’t look like it does today, with elegant, star-filled galaxies strewn in all directions. Instead of stars and galaxies, the early universe was filled with gas and dark matter.

As dark matter coalesced into clumps, it pulled in gas and triggered stars, and thus galaxies, to form. This star and galaxy formation ramped up over a few billion years, reaching its peak 10 billion years ago. But new details from a distant galaxy reveal it was a couple of billion years ahead of the game.

In a new study published today in La science, two researchers describe what could be spiral arms in an unexpected place — a giant, extremely luminous galaxy about 12.3 billion years ago — offering a new puzzle for astronomers to ponder.

“This was before the peak of cosmic star formation and maybe the formation of galaxies,” Takafumi Tsukui of the Graduate University of Advanced Studies, Japan, and the National Astronomical Observatory of Japan, tells Inverse. He and advisor Satoru Iguchi conducted the new study.

WHAT’S NEW —Previously, astronomers had found galaxies with spiral arms that had formed as early as about 10 to 11 billion years ago.

Astronomers find snapshots of galaxies from billions of years in the past by looking deep into space. Since light travels through a vacuum at a set speed, pointing a telescope at a galaxy that’s a billion light-years away means we see what that galaxy looked like a billion years ago.

The spiral arms discovered by Tsukui and Iguchi come from a time when the universe was little more than a billion years old, a time when little matter had coalesced into galaxies, let alone “grand design” spiral galaxies like the Milky Way.

This galaxy, called BRI 1335-0417, is a dramatic one. It’s forming about 5,000 solar masses worth of stars per year, the researchers estimate. For comparison, the Milky Way is forming something like one to two solar masses’ worth of stars per year, though there may have been small bursts in star formation in the past. BRI 1335-0417 also has a quasar in its center — a supermassive black hole that’s actively gobbling up nearby mass.

“It's a different beast from a regular spiral galaxy today,” Alice Shapley of the University of California, Los Angeles, who studies galaxy formation and evolution, tells Inverse. (Shapley was not involved in the study.)

HOW THEY DID IT — Tsukui and Iguchi looked at data of this early-universe galaxy from the archives of the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) observatory in Chile. Analyzing images of the galaxy showed what looks like two spiral arms in the galaxy.

Larger galaxies break down into a few different types, including disc, elliptical, and irregular galaxies. Disc galaxies (including spiral galaxies like the Milky Way) are called this because of their relatively flat plane of stars.

What’s especially interesting about the galaxy BRI 1335-0417, Shapley says, is that it’s forming stars so intensely and contains a quasar in its center. A galaxy like this is often the product of two galaxies smashing together and merging, she says. If that’s what happened to BRI 1335-0417, the galaxy somehow managed to form a disc and spiral arms in the time since such a collision.

“It’s telling us something interesting about the conditions in which you can have a disc in a galaxy,” Shapley says.

But what was even more revealing, Tsukui says, was looking at how fast gas in this galaxy was rotating around the galaxy center.

  • The velocities of gas at different points in the galaxy match a typical pattern found in galaxies with discs, implying that this galaxy has a fairly well-defined disc.
  • The rotation speeds of gas in the arm-like structures match the rotation speeds of the disc, suggesting the structures could be arms within the disc rather than streams of gas outside it.

“This velocity-resolved image was also important for us to identify the spiral arms in this galaxy,” Tsukui says.

A European Southern Observatory video on how galaxies come together.

WHY IT MATTERS —Understanding the features of galaxies is a key part of understanding how galaxies form and evolve over time. For example, the presence of spiral arms in a galaxy can affect how gas moves within a galaxy and encourage dense structures to form in galaxy centers, like the bar in the center of the Milky Way.

David Law, an astronomer at the Space Telescope Science Institute who led a 2012 study describing a spiral galaxy from about 10 billion years ago, says this finding is another important clue toward understanding the spiral galaxies that formed early in the universe’s history.

“It really adds one more piece into that puzzle — that these kinds of galaxies really are present out in the very distant universe,” he tells Inverse.

WHAT’S NEXT —To understand how the disk and spiral arms formed in this galaxy, researchers who run simulations of galaxies forming over time will need to see what conditions lead to a galaxy with BRI 1335-0417’s eclectic mix of properties.

More detailed observations of the galaxy, as well as searches for more galaxies in the early universe with spiral structures, will also be important for learning more about these objects and how they come to be.

“The more of these objects we find, the better,” says Law. “Then that gives us a sample that we can start to study.”


Review Questions

Describe the main distinguishing features of spiral, elliptical, and irregular galaxies.

Why did it take so long for the existence of other galaxies to be established?

Explain what the mass-to-light ratio is and why it is smaller in spiral galaxies with regions of star formation than in elliptical galaxies.

If we now realize dwarf ellipticals are the most common type of galaxy, why did they escape our notice for so long?

What are the two best ways to measure the distance to a nearby spiral galaxy, and how would it be measured?

What are the two best ways to measure the distance to a distant, isolated spiral galaxy, and how would it be measured?

Why is Hubble’s law considered one of the most important discoveries in the history of astronomy?

What does it mean to say that the universe is expanding? What is expanding? For example, is your astronomy classroom expanding? Is the solar system? Pourquoi ou pourquoi pas?

Was Hubble’s original estimate of the distance to the Andromeda galaxy correct? Expliquer.

Does an elliptical galaxy rotate like a spiral galaxy? Expliquer.

Why does the disk of a spiral galaxy appear dark when viewed edge on?

What causes the largest mass-to-light ratio: gas and dust, dark matter, or stars that have burnt out?

What is the most useful standard bulb method for determining distances to galaxies?

When comparing two isolated spiral galaxies that have the same apparent brightness, but rotate at different rates, what can you say about their relative luminosity?

If all distant galaxies are expanding away from us, does this mean we’re at the center of the universe?

Is the Hubble constant actually constant?

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    • Auteurs : Andrew Fraknoi, David Morrison, Sidney C. Wolff
    • Éditeur/site Web : OpenStax
    • Titre du livre : Astronomie
    • Date de parution : 13 octobre 2016
    • Lieu : Houston, Texas
    • URL du livre : https://openstax.org/books/astronomy/pages/1-introduction
    • Section URL: https://openstax.org/books/astronomy/pages/26-review-questions

    © 27 janvier 2021 OpenStax. Le contenu des manuels produit par OpenStax est sous licence Creative Commons Attribution License 4.0. Le nom OpenStax, le logo OpenStax, les couvertures de livres OpenStax, le nom OpenStax CNX et le logo OpenStax CNX ne sont pas soumis à la licence Creative Commons et ne peuvent être reproduits sans le consentement écrit préalable et exprès de Rice University.


    Structure - Characteristics

    Usually, spiral galaxies contain a central bulge surrounded by a flat, rotating disk of stars. The bulge located in the center is made up of older, dimmer stars, and is thought to usually contain a supermassive black hole.

    Around two-thirds of spiral galaxies also contain a bar structure through their center, the same as our Milky Way. The disk of stars orbiting the bulge tends to separate into arms that circle the galaxy. These spiral arms contain a wealth of gas and dust, thus many young stars are birthed in these regions. These young stars shine very brightly before their quick demise.

    The motion of the spiral arms still remains disputed. A theory suggests that these galaxy arms could be the result of density waves traveling through the outer disk. Encounters between galaxies may cause such waves as the mass of the smaller galaxy could affect the structure of the larger galaxy as they unite.

    Their size usually varies greatly, from 5 up to 100 kiloparsecs across. The same can be said regarding their mass which typically is between 10 9 and 10 12 solar masses, and luminosities ranging from 10 8 to 10 11 time that of the Sun.

    The vast majority of spiral galaxies rotate in the sense that the arms trail the direction of the spin.

    Measurements of the rotation curves revealed that the orbital speed of the material in the disk does not fall off as expected if most of the mass is concentrated near the center.

    Because of this, the visible portion of spiral galaxies is regarded as having only a small fraction of the total mass of the galaxy.

    Thus it is concluded that spiral galaxies are surrounded by an extensive halo consisting mostly of dark matter.


    Milky Way not unusual, astronomers find

    Galaxy UGC 10738, seen edge-on through the European Southern Observatory's Very Large Telescope in Chile, revealing distinct thick and thin discs. Credit: Jesse van de Sande/European Southern Observatory

    The first detailed cross-section of a galaxy broadly similar to the Milky Way, published today, reveals that our galaxy evolved gradually, instead of being the result of a violent mash-up. The finding throws the origin story of our home into doubt.

    The galaxy, dubbed UGC 10738, turns out to have distinct 'thick' and 'thin' discs similar to those of the Milky Way. This suggests, contrary to previous theories, that such structures are not the result of a rare long-ago collision with a smaller galaxy. They appear to be the product of more peaceful change.

    And that is a game-changer. It means that our spiral galaxy home isn't the product of a freak accident. Instead, it is typical.

    The finding was made by a team led by Nicholas Scott and Jesse van de Sande, from Australia's ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) and the University of Sydney.

    "Our observations indicate that the Milky Way's thin and thick discs didn't come about because of a gigantic mash-up, but a sort-of 'default' path of galaxy formation and evolution," said Dr. Scott.

    "From these results we think galaxies with the Milky Way's particular structures and properties could be described as the 'normal' ones."

    This conclusion—published in Les lettres du journal astrophysique—has two profound implications.

    "It was thought that the Milky Way's thin and thick discs formed after a rare violent merger, and so probably wouldn't be found in other spiral galaxies," said Dr. Scott.

    "Our research shows that's probably wrong, and it evolved 'naturally' without catastrophic interventions. This means Milky Way-type galaxies are probably very common.

    "It also means we can use existing very detailed observations of the Milky Way as tools to better analyze much more distant galaxies which, for obvious reasons, we can't see as well."

    The research shows that UGC 10738, like the Milky Way, has a thick disc consisting mainly of ancient stars—identified by their low ratio of iron to hydrogen and helium. Its thin disc stars are more recent and contain more metal.

    (The sun is a thin-disc star and comprises about 1.5% elements heavier than helium. Thick disc stars have three to 10 times less.)

    Although such discs have been previously observed in other galaxies, it was impossible to tell whether they hosted the same type of star distribution—and therefore similar origins.Scott, van de Sande and colleagues solved this problem by using the European Southern Observatory's Very Large Telescope in Chile to observe UGC 10738, situated 320 million light years away.

    The galaxy is angled "edge on," so looking at it offered effectively a cross-section of its structure.

    "Using an instrument called the multi-unit spectroscopic explorer, or MUSE, we were able to assess the metal ratios of the stars in its thick and thin discs," explained Dr. van de Sande.

    "They were pretty much the same as those in the Milky Way—ancient stars in the thick disc, younger stars in the thin one. We're looking at some other galaxies to make sure, but that's pretty strong evidence that the two galaxies evolved in the same way."

    Dr. Scott said UGC 10738's edge-on orientation meant it was simple to see which type of stars were in each disc.

    "It's a bit like telling apart short people from tall people," he said. "It you try to do it from overhead it's impossible, but it if you look from the side it's relatively easy."

    Co-author Professor Ken Freeman from the Australian National University said, "This is an important step forward in understanding how disk galaxies assembled long ago. We know a lot about how the Milky Way formed, but there was always the worry that the Milky Way is not a typical spiral galaxy. Now we can see that the Milky Way's formation is fairly typical of how other disk galaxies were assembled."

    ASTRO 3D director, Professor Lisa Kewley, added: "This work shows how the Milky Way fits into the much bigger puzzle of how spiral galaxies formed across 13 billion years of cosmic time."


    Voir la vidéo: HN épisode 6 - Les formes de galaxies (Juillet 2021).