Astronomie

Quelle est la force entre le Soleil et le centre de la Voie lactée ?

Quelle est la force entre le Soleil et le centre de la Voie lactée ?

Je sais que le Soleil tourne autour de la Voie lactée, mais quelle est la force d'attraction entre eux (par exemple, quel est l'ordre de grandeur en termes de newtons) ?


Les orbites galactiques ne sont pas képlériennes : il n'y a pas un seul centre massif, dont la gravité attire le soleil, mais tout le disque, et le halo de matière noire qui entoure la galaxie. Nous ne pouvons pas utiliser la loi du carré inverse pour calculer la force de gravité sans connaître la distribution de masse dans la galaxie.

Néanmoins, l'orbite du Soleil est à peu près circulaire, nous pouvons donc utiliser la cinématique pour avoir une idée des forces impliquées : Pour un mouvement circulaire $a=frac{v^2}{r}$. La vitesse du soleil est d'environ 225 000 m/s, et nous sommes à un rayon d'environ 2,5 à 20 m du centre. La formule ci-dessus donne une très petite accélération centripète de 2e-10 m/s²

Cependant le soleil est assez massif, 2e30 kg, donc en utilisant $F=ma$, la force sur le soleil est de l'ordre de 4e20 N. C'est environ 0,01 de la force agissant sur la Terre par le Soleil. (3.6e22 N)


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Je vais donner la réponse rapide dans l'avant-dernier paragraphe, mais d'abord un peu de contexte pour les non-initiés.

Les quarks sont les particules qui composent les protons et les neutrons (et bien d'autres choses). Ils sont maintenus ensemble par la "force forte". Comme la force électromagnétique, la force forte répond à une sorte de charge, mais dans ce cas, il existe trois variétés différentes de charge. Alors que la charge électrique se compose uniquement de positif et de négatif, la charge de la force forte se compose de rouge positif, de rouge négatif, de bleu positif, de bleu négatif, de vert positif et de vert négatif (plus communément appelé rouge, "anti-rouge", bleu, anti -bleu, vert et anti-vert). Cette charge est appelée « charge de couleur ». (Les couleurs rouge, vert et bleu ne sont que des étiquettes qui ont été choisies. Nous aurions également pu utiliser Moe, Larry et Curly. L'avantage d'utiliser des couleurs comme étiquettes apparaît ci-dessous.)

Toutes les particules observées sont incolores. Tout comme vous pouvez combiner un électron chargé négativement avec un proton chargé positivement pour former un atome d'hydrogène neutre, vous pouvez combiner, disons, un quark rouge avec un antiquark rouge pour former une particule incolore. Une caractéristique supplémentaire de la charge de couleur qui est absente de la charge électrique est la possibilité de combiner trois quarks en une particule incolore. Une particule composée d'un quark rouge, bleu et vert est incolore (et de même pour les quarks anti-rouge, anti-bleu et anti-vert), tout comme la superposition de filtres de lumière rouge, bleue et verte ne laissera passer aucune lumière. couleur - d'où le choix d'étiquettes colorées.

Nous pouvons en fait en dire plus sur les propriétés de couleur des particules observées. En plus d'être incolores, ils doivent également être inchangés lorsqu'ils sont sollicités par ce que l'on appelle des "transformations SU(3)". (Pour voir ce que cela signifie, pensez aux rotations qui laissent un triangle inchangé. Vous verrez que les rotations de 120 degrés, de 240 degrés et de 360 ​​degrés le laissent comme avant. Ces transformations sont des éléments d'un autre groupe appelé "SO(3)", qui est lié à SU(3).) Cette symétrie sous les transformations SU(3) est ce qui en fait le modèle des quarks SU(3). Bien sûr, je ne vous ai pas dit ce que cela signifie vraiment - pour cela, vous devriez lire un livre d'introduction à la physique des particules. (Juste pour vous embrouiller, il y a en fait une autre symétrie SU(3) liée aux quarks, entre les "saveurs" au lieu des couleurs - mais ce n'est qu'approximatif, et c'est même presque vrai pour les trois saveurs les plus légères de quark. )

À propos, vous vous demandez peut-être comment, si les protons et les neutrons sont incolores, ils sont maintenus ensemble dans les noyaux par la force forte. Eh bien, nous voyons un phénomène similaire en électromagnétisme : les molécules neutres sont parfois maintenues ensemble par une interaction de Van der Waals, qui est électromagnétique. Cela se produit parce que les charges négatives et positives sont déplacées l'une de l'autre, de sorte que l'annulation n'est pas parfaite. La situation avec la force forte est cependant un peu différente. La force puissante agit pour créer une particule appelée pion, qui transmet la force entre les particules composites.

Cette page a été mise à jour le 27 juin 2015.

A propos de l'auteur

Sara Slater

Sara est une ancienne étudiante de premier cycle de Cornell et maintenant étudiante en physique à l'Université Harvard, où elle travaille sur la cosmologie et la physique des particules.


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Pourquoi le Soleil ressent la force de la barre galactique
KEITH COOPER
L'ASTRONOMIE MAINTENANT
Publié: 07 janvier 2010

Notre Soleil a erré aux abords de la Voie lactée grâce à la puissante interaction du disque spiral de notre Galaxie avec la barre qui traverse son centre, disent deux astronomes de l'Université de Strasbourg.

Une impression d'artiste de notre Galaxie, avec le bar qui traverse le centre. Image : NASA/JPL Caltech/R Hurt (SSC Caltech).

Notre Galaxie est ce qu'on appelle une spirale barrée, c'est-à-dire une galaxie spirale avec un flux d'étoiles de 27 000 années-lumière, ou barre, qui traverse le centre galactique. Cette barre canalise le gaz et les étoiles d'un côté à l'autre de la Galaxie, et très occasionnellement dans le trou noir supermassif au cœur de la Galaxie (voir l'actualité connexe ici). Cependant, Ivan Minchev et Benoit Famaey ont découvert que la barre peut également avoir un effet sur les étoiles du disque, y compris notre Soleil, les mélangeant toutes dans un processus appelé migration radiale. Les astronomes connaissaient déjà ce processus - notre Soleil a une composition chimique suggérant qu'il s'est formé à des milliers d'années-lumière plus près du centre galactique - mais jusqu'à présent, ils n'avaient jamais compris pourquoi cela se produisait.

Minchev et Famaey ont tout mis sur le compte des résonances entre la barre et le disque. À certaines distances du centre galactique, la période d'oscillation radiale (à quelle distance ou à quelle distance du centre de la galaxie une étoile se déplace pendant son orbite) correspond à la fréquence de rotation de la barre et du disque spiral. Par conséquent, les étoiles dans ces orbites résonantes ressentent une poussée gravitationnelle supplémentaire qui les envoie migrer à travers les bras spiraux.

Les observations d'autres galaxies avec des barres corroborent cette idée de migration radiale, qui présentent toutes une distribution régulière des compositions chimiques stellaires dans leurs bras spiraux, ce qui implique que la migration radiale est également à l'œuvre dans ces galaxies. La conséquence la plus importante pour notre compréhension de l'évolution galactique, disent Minchev et Famaey, est que nous devons comprendre que la barre et le disque spiral sont plus étroitement liés qu'il n'y paraît au premier abord.


Une galaxie rencontre la Voie lactée violemment perturbée, selon une étude

Nuages ​​de Magellan sur le parc national Bromo Semeru Tengger, Java, Indonésie. Crédit : Gilbert Vancell- gvancell.com

Le disque en forme de spirale d'étoiles et de planètes est tiré, tordu et déformé avec une extrême violence par la force gravitationnelle d'une galaxie plus petite, le Grand Nuage de Magellan (LMC).

Les scientifiques pensent que le LMC a franchi la frontière de la Voie lactée il y a environ 700 millions d'années, ce qui est récent selon les normes cosmologiques, et qu'en raison de son contenu important en matière noire, il a fortement bouleversé la structure et le mouvement de notre galaxie lors de sa chute.

Les effets sont encore visibles aujourd'hui et devraient forcer une révision de l'évolution de notre galaxie, selon les astronomes.

Le LMC, maintenant une galaxie satellite de la Voie lactée, est visible comme un nuage faible dans le ciel nocturne de l'hémisphère sud, comme l'a observé son homonyme, l'explorateur portugais du XVIe siècle Ferdinand Magellan.

Des recherches antérieures ont révélé que le LMC, comme la Voie lactée, est entouré d'un halo de matière noire, des particules insaisissables qui entourent les galaxies et n'absorbent ni n'émettent de lumière, mais ont des effets gravitationnels dramatiques sur le mouvement des étoiles et des gaz dans l'univers.

À l'aide d'un modèle statistique sophistiqué qui a calculé la vitesse des étoiles les plus éloignées de la Voie lactée, l'équipe de l'Université d'Édimbourg a découvert comment le LMC déformait le mouvement de notre galaxie. L'étude, publiée dans Astronomie de la nature, a été financé par le UK Science and Technology Facilities Council (STFC).

Les chercheurs ont découvert que l'énorme attraction du halo de matière noire du LMC tire et tord le disque de la Voie lactée à 32 km/s ou 115 200 kilomètres par heure vers la constellation de Pégase.

À leur grande surprise, ils ont également découvert que la Voie lactée ne se dirigeait pas vers l'emplacement actuel du LMC, comme on le pensait auparavant, mais vers un point de sa trajectoire passée.

Ils pensent que c'est parce que le LMC, propulsé par sa force gravitationnelle massive, s'éloigne de la Voie lactée à la vitesse encore plus rapide de 370 km/s, soit environ 1,3 million de kilomètres par heure.

Les astronomes disent que c'est comme si la Voie lactée s'efforçait d'atteindre une cible en mouvement rapide, mais ne visait pas très bien.

Cette découverte aidera les scientifiques à développer de nouvelles techniques de modélisation qui capturent la forte interaction dynamique entre les deux galaxies.

Les astronomes ont maintenant l'intention de découvrir la direction à partir de laquelle le LMC est tombé pour la première fois dans la Voie lactée et l'heure exacte à laquelle cela s'est produit. Cela révélera la quantité et la répartition de la matière noire dans la Voie lactée et le LMC avec des détails sans précédent.

Le Dr Michael Petersen, auteur principal et associé de recherche postdoctoral, École de physique et d'astronomie, a déclaré : « Nos découvertes demandent une nouvelle génération de modèles de la Voie lactée, pour décrire l'évolution de notre galaxie.

"Nous avons pu montrer que les étoiles à des distances incroyablement grandes, jusqu'à 300 000 années-lumière, conservent un souvenir de la structure de la Voie lactée avant que le LMC ne tombe, et forment une toile de fond sur laquelle nous avons mesuré le disque stellaire volant dans l'espace, attirée par la force gravitationnelle du LMC."

Le professeur Jorge Peñarrubia, chaire personnelle de dynamique gravitationnelle, École de physique et d'astronomie, a déclaré : « Cette découverte brise définitivement le charme que notre galaxie est dans une sorte d'état d'équilibre. En fait, la récente chute du LMC provoque de violentes perturbations sur Voie Lactée.

« Les comprendre peut nous donner une vue sans précédent sur la distribution de la matière noire dans les deux galaxies. »


Les champs magnétiques peuvent aider à résoudre des mystères au centre de notre galaxie que nous ne pouvons pas expliquer avec la gravité

Une image composite de la région centrale de notre galaxie de la Voie Lactée, connue sous le nom de Sagittarius A. SOFIA, a révélé que les champs magnétiques, représentés sous forme de lignes de courant, sont suffisamment puissants pour contrôler la matière se déplaçant autour du trou noir, même en présence d'énormes forces gravitationnelles. Cela peut aider à répondre à des questions fondamentales de longue date sur la région du centre galactique : pourquoi le taux de formation d'étoiles est considérablement plus faible que prévu et pourquoi le trou noir de notre galaxie est plus silencieux que ceux d'autres galaxies. Les données SOFIA sont affichées en vert (37 microns) et en bleu foncé (25 et 53 microns). Le bleu clair provient de l'observatoire spatial Herschel (70 microns) et le gris du télescope spatial Hubble. Crédit : NASA/SOFIA/L. Télescope spatial Proudfit ESA/Herschel Hubble

La zone autour du trou noir supermassif au centre de notre galaxie de la Voie lactée est dominée par la gravité, mais ce n'est pas la seule force en jeu. Selon de nouvelles recherches du télescope aéroporté de la NASA, le Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, ou SOFIA, les champs magnétiques pourraient être suffisamment puissants pour contrôler la matière se déplaçant autour du trou noir.

La recherche, présentée cette semaine lors d'une réunion de l'American Astronomical Society, pourrait aider à répondre à des mystères de longue date sur les raisons pour lesquelles notre trou noir est relativement silencieux par rapport aux autres, et pourquoi la formation de nouvelles étoiles dans le noyau de notre galaxie est plus faible que prévu.

En utilisant son nouvel instrument infrarouge pour étudier les grains de poussière céleste, qui s'alignent perpendiculairement aux lignes de champ magnétique, SOFIA a pu produire des cartes détaillées de notre centre galactique, montrant le comportement de ces champs magnétiques autrement invisibles autour du trou noir.

"Il y a encore des aspects du trou noir de notre galaxie que nous ne pouvons pas expliquer avec la gravité seule", a déclaré Joan Schmelz, conseillère scientifique principale SOFIA et directrice de l'Universities Space Research Association, à Columbia, dans le Maryland. « Les champs magnétiques peuvent aider à résoudre ces mystères. »

Les scientifiques se sont souvent appuyés sur la gravité pour expliquer leurs résultats, car la mesure des champs magnétiques célestes est extrêmement difficile. Mais les données de SOFIA obligent désormais les scientifiques à réfléchir à leur rôle. Les champs magnétiques contrôlent le plasma de l'atmosphère solaire, appelé couronne, car la pression créée par les champs magnétiques est supérieure à la pression créée par la chaleur, ou pression thermique. Dans la couronne solaire, la dominance de la pression magnétique crée des boucles dramatiques et des éruptions puissantes. L'équipe de recherche utilise les données de SOFIA pour étudier la pression créée par les champs magnétiques au centre de notre galaxie. Ils ont découvert que la pression magnétique est supérieure à la pression thermique créée par le gaz dans la région, et peut donc être suffisamment forte pour contrôler la matière d'une manière similaire à la couronne solaire.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre le rôle des champs magnétiques au centre de notre galaxie et comment ces forces puissantes s'intègrent à la gravité. Cependant, ces résultats préliminaires peuvent améliorer notre compréhension d'au moins deux questions fondamentales de longue date sur la formation des étoiles et l'activité des trous noirs dans notre région du centre galactique. Même s'il y a beaucoup de matière première pour former des étoiles, le taux de formation d'étoiles est nettement plus faible que prévu. De plus, notre trou noir est relativement silencieux par rapport à ceux situés au centre de nombreuses autres galaxies. Le champ magnétique puissant pourrait expliquer les deux - il pourrait empêcher le trou noir d'avaler la matière dont il a besoin pour former des jets et également supprimer la naissance d'étoiles.

Un nouvel instrument, une caméra infrarouge appelée High-Resolution Airborne Wideband Camera-Plus (HAWC+), a été installé sur l'Observatoire stratosphérique d'astronomie infrarouge, SOFIA, en 2017. Il s'agit de la seule caméra astronomique actuellement en service qui réalise des images à distance. la lumière infrarouge, permettant d'étudier les premiers stades à basse température de la formation des étoiles et des planètes. HAWC+ comprend un polarimètre, un appareil qui mesure l'alignement des ondes lumineuses entrantes. Avec le polarimètre, HAWC+ peut cartographier les champs magnétiques dans les régions de formation d'étoiles et dans l'environnement autour du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée. Crédit : SOFIA Science Center, Centre de recherche Ames de la NASA

L'étude des champs magnétiques dans les confins de la galaxie et au-delà nécessite des observations à distance par des télescopes comme SOFIA. Volant à une altitude de 45 000 pieds, au-dessus de 99% de la vapeur d'eau de la Terre, SOFIA est capable de capturer une vue unique de l'univers infrarouge, tout en atterrissant après chaque vol afin qu'il puisse être mis à niveau avec les dernières technologies. Pour ce résultat, SOFIA a utilisé l'instrument High-Resolution Airborne Wideband Camera-Plus, ou HAWC+, qui a été construit au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, pour étudier les champs magnétiques.

"Les données fournissent l'aperçu le plus détaillé à ce jour des champs magnétiques entourant le trou noir central de notre galaxie", a déclaré David Chuss, co-auteur de l'article à l'Université Villanova en Pennsylvanie. "L'instrument HAWC+ a amélioré la résolution d'un facteur 10 et augmenté la sensibilité, ce qui représente un pas en avant révolutionnaire."

SOFIA survole les montagnes enneigées de la Sierra Nevada avec la porte de son télescope ouverte lors d'un vol d'essai. Le SOFIA est un Boeing 747SP modifié. Crédit : NASA/Jim Ross

SOFIA, l'Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge, est un avion de ligne Boeing 747SP modifié pour transporter un télescope de 106 pouces de diamètre. Il s'agit d'un projet conjoint de la NASA et du Centre aérospatial allemand, DLR. Le centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie gère le programme SOFIA, la science et les opérations de mission en coopération avec l'Universities Space Research Association, dont le siège est à Columbia, dans le Maryland, et l'Institut allemand SOFIA (DSI) de l'Université de Stuttgart. L'avion est entretenu et exploité depuis le bâtiment 703 du centre de recherche en vol Armstrong de la NASA, à Palmdale, en Californie.


Brève introduction des tailles dans l'univers

Les tailles dans l'univers entre les corps célestes sont vraiment au-delà du monde sur terre. Pendant longtemps, les étudiants sont en effet induits en erreur par les graphiques du système solaire et d'autres systèmes célestes, qui montrent une distance proche entre les planètes et des tailles similaires entre elles. En fait, les écarts entre les tailles parmi les corps célestes sont vraiment grands. Si une étoile est 20 fois plus grosse qu'une autre, on peut penser qu'elle est de taille similaire !

Pour réaliser la scène de fait, nous pouvons commencer par notre système solaire. Maintenant, nous devrions jeter les images pour vous faire mal interpréter la taille. Voyons d'abord les volumes entre les planètes et le soleil. Si le soleil est une pastèque, la terre et Vénus peuvent être considérés comme des haricots verts, Mars et Mercure sont deux millets, Jupiter et Saturne sont des balles de tennis de table et Uranus et Neptune ne sont que deux petites billes. La distance entre eux peut être encore plus étonnante. Toujours en prenant le rapport de volume supposé ci-dessus, si je mets le soleil à la porte de Fulton House à l'Université de Swansea, Mercure, qui est la planète la plus proche du soleil, est presque à l'arrêt de bus le plus proche à l'extérieur du bâtiment, à environ 15 mètres de la porte. Et la Terre est dans le hall principal du Faraday Building. Mars devrait être à la bibliothèque. Le campus est juste capable pour le modèle du système solaire interne, comme indiqué ci-dessous :

Le campus du parc de l'Université de Swansea est juste suffisant pour un modèle réduit de système solaire. Les nombres sont l'emplacement du soleil et de la planète :
0 – Soleil
1 – Mercure
2 – Terre
3 – Mars

Maintenant, nous prenons toute la ville de Swansea comme une plage pour le système solaire externe jusqu'à l'orbite de Neptune. Jupiter est le premier membre du système solaire externe, dont l'orbite devrait être du côté ouest de Singleton Park, juste à côté de Brynmill. Saturne est deux fois plus loin que Jupiter du soleil, donc son orbite devrait être au stade appartenant au Swansea Cricket & Football Club, qui est également proche du Cricketer’s Pub, l'endroit où je m'amusais avec mes colocataires. La distance entre Uranus et le soleil est également le double de celle de Saturne et elle devrait être située au centre du quadrant. Quant à la planète la plus éloignée, Neptune, se trouve à St. Thomas, un quartier sur la rive est de la rivière Tawe, à environ 4 km de Fulton House, l'emplacement du soleil.

Toute la ville de Swansea est bonne pour le modèle du système solaire externe.
0 – Soleil
1 – Jupiter
2 – Saturne
3 – Uranus
4 – Neptune

Mais ce n'est toujours pas la limite du système solaire ! En dehors de l'orbite de Neptune, des millions d'astéroïdes laissés après la formation du système solaire constituent une zone cyclique appelée ceinture de Kuiper, avec un rayon interne de 4,5 milliards de km et un rayon externe de 7,5 milliards de km. Utilisez toujours l'échelle du modèle ci-dessus, la frontière de la ceinture extérieure de Kuiper devrait se trouver sur le nouveau campus de l'Université de Swansea, où se trouve le port de locataires, à environ 4 miles du campus du parc.

Malheureusement, la ceinture de Kuiper est encore loin de la limite du système solaire. La véritable frontière s'appelle le nuage d'Oort, une sphère contenant l'ensemble du système planétaire et la ceinture de Kuiper à l'intérieur, composée de plus de 200 milliards de comètes. Les comètes observées sur terre sont pour la plupart originaires de cette région. Peu de force externe peut conduire une comète là-bas dans le système solaire interne. Après la formation du système solaire, un vent solaire puissant a balayé toutes les comètes en dehors du système solaire et elles sont restées ici jusqu'à maintenant. Mais quelle est la taille de cette immense sphère ? Sur la base du calcul, le rayon du nuage d'Oort est de 50 000 UA (AU signifie unité astronomique, égale à la distance entre le soleil et la terre, environ 150 millions de km). Toujours en mettant le soleil à Fulton House, nous pouvons voir que le rayon intérieur du nuage d'Oort est presque équivalent à la distance de Fulton House à Pékin. Et à quelle distance se trouve l'étoile du quartier par rapport au soleil ? La distance est d'environ 4,3 années-lumière (41 000 milliards de km, 273 000 UA). Désolé, je ne pense pas pouvoir fabriquer ce modèle sur terre car notre planète est trop petite même pour un modèle rétréci !

Le modèle imaginé du système solaire montre la taille de la distance dans le cosmos. Et qu'en est-il du volume entre les étoiles ? Le soleil est si puissant, cependant, c'est toujours une petite étoile par rapport aux géants. Sirius est l'étoile la plus brillante du ciel nocturne, dont le rayon est environ 1,7 fois celui du soleil. Le rayon de Rigel est 79 fois celui du soleil. Converti en volume, il est égal à 493 000 du volume du soleil. Ce n'est pas encore grand. VV Cephei est un véritable géant avec un rayon égal à 1 500 fois le rayon du soleil. Cela signifie que cela vous coûtera 270 années de survoler le rayon de VV Cephei en avion à réaction !

Les tailles dans l'univers sont vraiment au-delà de notre imagination. Le monde réaliste sur terre arrête notre vision de l'échelle. Et quand l'homme prendra l'univers total comme domaine de notre activité quotidienne, nous y serons habitués.


Citations sur l'espace

« L'espace est pour tout le monde. Ce n'est pas seulement pour quelques personnes en sciences ou en mathématiques, ou pour un groupe restreint d'astronautes. C'est notre nouvelle frontière là-bas, et c'est l'affaire de tout le monde de connaître l'espace.
Christa McAuliffe

"L'espace n'est pas loin du tout. Il n'est qu'à une heure de route, si votre voiture pouvait monter tout droit.
Fred Hoyle

“L'astronomie oblige l'âme à regarder vers le haut.”
Platon

« Quarante ans en tant qu'astronome n'ont pas diminué mon enthousiasme à rester dehors après la tombée de la nuit, à regarder le ciel.
Frank Drake

“Le ciel est la galerie d'art ultime juste au-dessus de nous.”
Ralph Waldo Emerson


Une galaxie rencontre la Voie lactée violemment perturbée, selon une étude

Le disque en forme de spirale d'étoiles et de planètes est tiré, tordu et déformé avec une extrême violence par la force gravitationnelle d'une plus petite galaxie - le Grand Nuage de Magellan (LMC).

Les scientifiques pensent que le LMC a franchi la frontière de la Voie lactée il y a environ 700 millions d'années - récent selon les normes cosmologiques - et en raison de sa grande teneur en matière noire, il a fortement bouleversé la structure et le mouvement de notre galaxie lors de sa chute.

Les effets sont encore visibles aujourd'hui et devraient forcer une révision de l'évolution de notre galaxie, selon les astronomes.

Le LMC, maintenant une galaxie satellite de la Voie lactée, est visible comme un nuage faible dans le ciel nocturne de l'hémisphère sud - comme l'a observé son homonyme, l'explorateur portugais du XVIe siècle Ferdinand Magellan.

Des recherches antérieures ont révélé que le LMC, comme la Voie lactée, est entouré d'un halo de matière noire - des particules insaisissables qui entourent les galaxies et n'absorbent ni n'émettent de lumière mais ont des effets gravitationnels dramatiques sur le mouvement des étoiles et du gaz dans l'univers.

À l'aide d'un modèle statistique sophistiqué qui a calculé la vitesse des étoiles les plus éloignées de la Voie lactée, l'équipe de l'Université d'Édimbourg a découvert comment le LMC déformait le mouvement de notre galaxie. L'étude, publiée dans Astronomie de la nature, a été financé par le UK Science and Technology Facilities Council (STFC).

Les chercheurs ont découvert que l'énorme attraction du halo de matière noire du LMC tire et tord le disque de la Voie lactée à 32 km/s ou 115 200 kilomètres par heure vers la constellation de Pégase.

À leur grande surprise, ils ont également découvert que la Voie lactée ne se dirigeait pas vers l'emplacement actuel du LMC, comme on le pensait auparavant, mais vers un point de sa trajectoire passée.

Ils pensent que c'est parce que le LMC, propulsé par sa force gravitationnelle massive, s'éloigne de la Voie lactée à la vitesse encore plus rapide de 370 km/s, soit environ 1,3 million de kilomètres par heure.

Les astronomes disent que c'est comme si la Voie lactée s'efforçait d'atteindre une cible en mouvement rapide, mais ne visait pas très bien.

Cette découverte aidera les scientifiques à développer de nouvelles techniques de modélisation qui capturent la forte interaction dynamique entre les deux galaxies.

Les astronomes ont maintenant l'intention de découvrir la direction à partir de laquelle le LMC est tombé pour la première fois dans la Voie lactée et l'heure exacte à laquelle cela s'est produit. Cela révélera la quantité et la répartition de la matière noire dans la Voie lactée et le LMC avec des détails sans précédent.

Le Dr Michael Petersen, auteur principal et associé de recherche postdoctoral, École de physique et d'astronomie, a déclaré :

"Nos découvertes demandent une nouvelle génération de modèles de la Voie lactée, pour décrire l'évolution de notre galaxie.

"Nous avons pu montrer que les étoiles à des distances incroyablement grandes, jusqu'à 300 000 années-lumière, conservent un souvenir de la structure de la Voie lactée avant la chute du LMC et forment une toile de fond sur laquelle nous avons mesuré le disque stellaire volant dans l'espace, attirée par la force gravitationnelle du LMC."

Le professeur Jorge Peñarrubia, chaire personnelle de dynamique gravitationnelle, École de physique et d'astronomie, a déclaré :

"Cette découverte brise définitivement le charme selon lequel notre galaxie est dans une sorte d'état d'équilibre. En fait, la récente chute du LMC provoque de violentes perturbations sur la Voie lactée.

« Les comprendre peut nous donner une vue sans précédent sur la distribution de la matière noire dans les deux galaxies. »

L'étude a reçu le soutien de Martin Weinberg pour l'utilisation du code EXP.

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Le Mystère du Centre Galactique

Le mystère est que le centre galactique abrite un trou noir supermassif. Les trous noirs supermassifs sont formés par une combinaison de centaines et de milliers de petits trous noirs dans un laps de temps. Les trous noirs se forment lorsque les étoiles d'origine s'éteignent et disparaissent. Les étoiles se compriment et forment un point central appelé le « trou ». Le trou noir a tellement de force gravitationnelle que tout objet qui s'en approche est attiré dedans.

Le trou noir supermassif trouvé dans la Voie lactée est intrigant. Il fait environ 4 millions de fois la taille du soleil en masse. En règle générale, les trous noirs ne sont que 20 fois plus gros que le soleil. De plus, même avec les télescopes les plus puissants du monde, les astronomes sont incapables de voir ce trou noir supermassif. Ils ne peuvent constater son existence que par son effet sur les objets qui l'entourent. Une preuve de son existence est le mouvement des étoiles qui l'entourent dans un mouvement elliptique comme si elles tournaient autour d'un objet particulier. Les astronomes ont également noté de fortes ondes radio autour d'un point appelé Sagittaire A*. Le trou noir supermassif serait situé à cet endroit.


Voir la vidéo: Au Cœur De La Voie Lactée HD 720p (Septembre 2021).