LES GALAXIES

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PHYSIQUE DES GALAXIES
Florence DURRET
(Institut d’Astrophysique de Paris)
COURS 5

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Plan du cours
•Historique
• Principales techniques d’observation
•Morphologie des galaxies
•Distances des galaxies
•Contenu des galaxies : étoiles, gaz, poussières, matière
noire
•Cinématique des galaxies
•Galaxies en interaction ; simulations numériques
•Les galaxies à noyau actif
• Distribution des galaxies dans l’Univers
• Notions sur la formation et l’évolution des
galaxies
•Groupes et amas de galaxies

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Formation des galaxies
•Principales questions :
Comment se forment les galaxies ?
Quand se sont-elles formées ?
Quels facteurs déterminent le type de galaxie qui va se
former ?
Relation(s) entre formation d’étoiles et formation des
galaxies ?
•Deux approches complémentaires :
Remonter dans le temps à partir de ce qu’on observe
aujourd’hui
Voir comment l’Univers a pu évoluer à partir des
conditions initiales qu’on lui attribue

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Hypothèses dans le cadre de la
théorie du Big Bang
• L’Univers a environ 13.7 milliards d’années
• L’expansion (loi de Hubble) existe depuis le Big Bang
(BB), mais son taux peut avoir varié
•Univers primordial très chaud et très dense ;
température et densité constants à un instant donné
dans l’Univers mais avec de faibles fluctuations
•Durant expansion/refroidissement, création de particules
(protons, neutrons…) à partir de quarks
•Charge électrique totale nulle : autant de protons que
d’électrons
•Les premières minutes après le BB, formation de noyaux
d’hélium, d’où matière baryonique = environ 76% H et
24% He
•Existence aussi de matière non baryonique

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Origine des galaxies
•Fluctuations de densité
•Existence de zones plus denses
•Accrétion accrue de matière (instabilité
gravitationnelle)
•« Proto-galaxies » à partir desquelles se sont
formées les galaxies
•Processus dit « monolithique » : chaque proto-
galaxie va s’effondrer (« gravitational collapse »)
pour donner une galaxie, contenant de la
matière baryonique et de la matière non-
baryonique (la matière noire)
•Problème : la matière noire doit jouer un rôle
important mais on ne connaît pas sa nature !