Courbe de rotation d'une galaxie (rotation curve of a galaxy

Show your spectra, your results ...
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JP Nougayrede
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Courbe de rotation d'une galaxie (rotation curve of a galaxy

Post by JP Nougayrede »

Bonjour,
Les spectres des galaxies à noyaux actifs sont très intéressants, car avec leurs raies en émission intenses on peut extraire des informations comme la rotation de la galaxie et sa masse.

Le spectre du bulbe de M77, avec un T200 Alpy CCD314, sous un ciel de montagne, 5x900 sec

Image

On identifie les raies de Balmer, [OIII] et [SII] (blend), et avec leur décalage on trouve z=0.00382 (les pros ont 0.00381), soit une distance de 16 Mpc

En regardant le spectre 2D on peut remarquer que les raies en émission sur la fente de part et d’autre du bulbe sont décalées, on observe donc la rotation de la galaxie :
Image
(ici zoom 300% de la raie Ha)
On devine ce décalage sur d’autres raies en émission sur le spectre 2D : https://i.servimg.com/u/f88/18/20/28/03/spectr10.png

Avec ce décalage, on peut mesurer la vitesse de rotation de la galaxie. Mieux encore, on peut mesurer cette vitesse à plusieurs points le long de la fente. Avec la fente sur le cœur de la galaxie, on obtiendra la vitesse de rotation à une distance d du cœur, donc on pourra tracer la courbe de rotation de la galaxie (on est assis sur les épaules de la géante Véra Rubin, et de Vesto Slipher qui est le premier à avoir remarqué ce décalage du à la rotation, justement sur M77)

J’ai extrait un spectre tout le long de la fente tous les 3 pixels, intégrés sur 3 pixels, 23 en tout :
Image
Image

On mesure sur chaque spectre les positions des raies, et on construit un tableau de données avec la vitesse pour chaque position le long de la fente en pixel :
Image

Comme on a la distance D=16 Mpc et on connait l’échantillonnage des pixels de la caméra, on calcule facilement que chaque pixel le long de la fente = 0.11 kpc à la distance de M77.

On obtient la courbe de rotation :

Image
(les barres d’erreurs sont calculées avec l'erreur standard pour chaque point en fonction des différentes raies identifiées/mesurées)

Vu la symétrie de rotation, on peut tracer la courbe en fonction du rayon en valeur absolue :
Image

Ce résultat se compare très bien à des courbes de rotation publiées par des pros. Par exemple
http://articles.adsabs.harvard.edu//ful ... 3.000.html
Image

On voit que la vitesse augmente avec la distance puis semble s’aplatir sans diminuer. Ce n'est donc pas une courbe "Képlérienne" d'une masse centrale qui gouverne la rotation du système. Ca serait bien d'obtenir des vitesses plus loin du centre avec un télescope plus conséquent et un temps de pose ++, mais on aperçoit déjà la matière noire.

Bon ciel,
Jean-Philippe
Christian Buil
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Re: Courbe de rotation d'une galaxie (rotation curve of a ga

Post by Christian Buil »

Ca c'est de la manip, de la très grande manip !!!.. et de la très belle astronomie !!!

Bravo,

Christian Buil
etienne bertrand
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Re: Courbe de rotation d'une galaxie (rotation curve of a ga

Post by etienne bertrand »

Bravo c'est superbe ton observation !! Félicitations ! bravo pour la courbe de rotation c'est superbe !
(Par contre tu aurais du poser au moins 2000 secondes unitairement pour avoir les raies d'emission le plus loin possible du cœur, déjà tu arrives à 15 000 AL ce qui est bien)
Olivier GARDE
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Re: Courbe de rotation d'une galaxie (rotation curve of a ga

Post by Olivier GARDE »

Salut Jean-Philippe,

Très belle manip !!! Jusqu'à présent on avait pu montrer l'inclinaison des raies sur un astre en rotation comme jupiter avec un LHIRES III, mais là tu fait très fort avec un ALPY !!!

Bravo...
LHIRES III #5, LISA, e-Shel, C14, RC400 Astrosib, AP1600
http://o.garde.free.fr/astro/Spectro1/Bienvenue.html
Joan Guarro Flo
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Re: Courbe de rotation d'une galaxie (rotation curve of a ga

Post by Joan Guarro Flo »

Bonsoir Jean-Philippe,

Congratulations for your very interesting, unusual and beautiful job !

Cheers, Joan.
Pierre Traverse
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Re: Courbe de rotation d'une galaxie (rotation curve of a ga

Post by Pierre Traverse »

Bravo Jean-Philippe pour la belle observation et le compte rendu passionnant.
Tu mentionnes la possibilité de la mesure de la masse du trou noir. C'est assez facile, en utilisant nos spectres dans le visible, pour les AGN type 1 (cf NGC 7469 et Mrk304), beaucoup plus difficile pour les AGN type 2.
Ce sujet n'a été traité que par Baron et Ménard

https://arxiv.org/abs/1903.01996

et la correletion critiquée par Reis
https://iopscience.iop.org/article/10.3 ... 881/ab737c
article malheureusement non dispo gratuitement!!

Bravo encore.............a suivre
Pierre
JP Nougayrede
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Re: Courbe de rotation d'une galaxie (rotation curve of a ga

Post by JP Nougayrede »

Merci pour vos message sympas.

Etienne, oui tu as raison. J'étais content d'avoir un ciel calme et un guidage OK, mais en regardant le spectre 2D j'ai compris que j'aurais du faire comme toi et poser beaucoup plus longtemps pour capter les régions externes. Manip à compléter donc ! Ca sera aussi intéressant d'observer M77 avec d'autres angles de position de la fente, et d'autres galaxies...

Pierre, oui tu as vu c'est plus compliqué de peser le trou noir d'une Seyfert 2. On peut quand même jouer à peser le coeur de la galaxie, en traçant le profil de masse intégrale :
M77 masse integ.jpg
M77 masse integ.jpg (100.76 KiB) Viewed 5993 times
(on a un résultat similaire au résultat pro: http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi- ... etype=.gif)
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