Les amas globulaires Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Définition Concentration sphérique d'étoiles, mesurant de 20 à 600 al de diamètre (en général 100 à 150) contenant des milliers d'étoiles (100 000 à 10 000 000) en interaction gravitationnelle. Age Au moins 10 milliards d'années Contemporain de la formation de la galaxie. Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Amas ouverts - amas globulaires M 45 Tau M 35 Ngc 2158 Gem M 75 Sgr M 55 Sgr Un peu d’histoire Aout 1665 Abraham IHLE : 1665 M 22 (Sgr) lors d'une recherche de la planète Saturne (ou HEVELCKE) Hedmond HALLEY : 1677 Oméga du Centaure Intuition : M 13; «ne peut manquer d'occuper des espaces immensément grands» . William HERSCHEL : 1786. Terme amas globulaire Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 X Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 24 AG Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Une étape importante 1902 : Solon Irving BALEY Variables de type RR Lyrae dans Oméga du Centaure Détermination des distances de ces amas Etoiles A et F périodes< à 24 heures amplitudes < à 1 magnitude. âgées masse 0.5 Mo Si on connait la période on déduit la magnitude absolue Par comparaison avec la magnitude apparente on en déduit la distance Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 La distance et la répartition des amas Harlow SHAPLEY Recherche à déterminer l'origine et le devenir de ces concentrations Sa grande découverte 1918 Calcul de la distance des AG à partir des RR Lyre Les amas globulaires forment un grand halo sphérique autour de la Voie Lactée. Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 années-lumière autour du centre de la Galaxie, et la quasi-totalité se trouve dans une sphère de 65 000 années-lumière centrée sur le centre galactique. Répartition des amas par rapport au centre galactique x 50% : 16000 99% : 65000 al Minimum 7200 al Maximum 398000 al Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Le nombre d’amas globulaires 1781 : 29 Messier 1782 : 33 1915 : 83 1930 : 93 1948 : 97 2012 : 151 Estimation actuelle : (180 à 200) Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Best of Le plus proche : M 4 et NGC 6397 : 7200 al Le plus important : Oméga du Centaure Le plus brillant au nord : M 4 - mag 5.63 au sud : Oméga centaure - mag 3.68 Le moins brillant : Terzan 4 - mag 16 - 30000 al Le plus lointain : AM 1, 398 000 al Origine de AG : 2 hypothèses Nuages préexistants dans la proto galaxie et capture Galaxie Scission Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Evolution des AG Les AG tournent autour de la galaxie - en quelques centaines de millions d'années (108 109 ) - sur des orbites souvent très excentriques en forme de rosace. - dans le même sens que la galaxie-mère mais certains sont rétrogrades. Exentricité = 0.6 (petit axe = 0.6 grand axe) 0.4 et 0.8 Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Amas liés au bulbe Distance maxi 25 000 al Latitude 16 000 al Formés en même temps que lui Orbitent autour du centre à 150 km/s Amas du halo Disposition sphérique Orbitent lentement et de façon « anarchique » à 50 km/s Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Evolution des AG A chaque passage près du centre ils subissent une érosion Perte d’étoiles périphériques -> concentration du coeur 2000 AG il y a 13 mrds d ’années Environ 200 aujourd’hui. Dans 15 mrds : 0 Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Ségrégation de masse A B A B Rapprochement A Redistribution des énergies cinétiques B Résultats Noyau plus dense -> effondrement du noyau Freiné par le formation d’étoiles doubles Etoile à la périphérie (vulnérable) ou éjectée Les étoiles doubles freinent la concentration du cœur 3 dA 3 d (A) A Classification des amas H. Shapley et H. B. Sawyer Basée sur la concentration de la partie centrale I : très concentré à XII : uniforme Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Classification des amas Classes I, II, III Possède une forte concentration centrale, brillante et bien visible, et tout autour un halo s'échelonnant en luminosité. M 75 Sagittaire classe I Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Classes IV, V, VI La concentration centrale est toujours visible, mais plus étalée et moins dense. M 62 Ophiuchus Classe IV Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Classes VII,VIII, IX La surface de l'amas est plus homogène, moins contrastée. M 10 Ophiuchus Classe VII Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Classes X, XI, XII La surface de l'amas est complètement homogène, Aucune concentration n'étant visible au centre M 55 Sagittaire classe XI M 55 sagittaire classe XI Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 M 71 La Flèche: amas globulaire ou ouvert? Plutôt globulaire mais pas certain. Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 La composition des amas globulaires Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Les populations d’étoiles Walter BAADE. 1944. Population I Riches en métaux, Jeunes 0 à 10 milliards d'années Appartenant au disque Fabriquées à partir d’étoiles anciennes Population II Pauvres en métaux Vieilles, 11 à 13,5 milliards d'années Appartiennent principalement au halo galactique Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Composition chimique des étoiles des AG. Créé à partir d’un matériau pauvre en éléments au-delà de l’hélium 50 à 100 fois moins de « métaux » que le Soleil Les étoiles massives ne l’ont pas enrichi Elles ont donc été créé avant Les étoiles des AG sont des étoiles primitives M 80 Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Globalement un AG apparait plutôt « blanc » 80% de la lumière est émise par 3 % des étoiles En réalité il est composé d’étoiles anciennes : - naines oranges et rouges - naines blanches ET d’étoiles jeunes : bleues, de 2 a 20 ms, récentes …!! Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Diagramme Hertzsprung Russel 10 ms = 100 mns d’années 1 ms = 10 mrds d’années 0.3 ms = 800 mrds d’années Masse Luminosité 20000° Type spectral Température 3000° Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Diagramme Hertzsprung Russel SN / EN-TN Super géante rouge Géante Bleue 1 à 100 mns d’années Géante rouge NP SSoleil 10 mrds d’années Masse Luminosité Naine blanche 30000° Type spectral Température Naine rouge 0.3 ms = 800 mrds d’années 3000° Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Diagramme Hertzsprung Russel Cas du Soleil (1 ms) Nébuleuse planétaire Géante rouge 10 ms = 100 mns d’années T Tauri Masse Luminosité Naine blanche 20000° Type spectral Température 3000° Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Diagramme Hertzsprung Russel d’un AG Géantes bleues « Géantes » rouges RR Lyre Turn Off Masse luminosité Naines blanches Naines oranges / rouges Type spectral Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Les objets présents dans un AG Temps = 0 1mn 100 mns 10 mrds 14 mrds 30 ms 10 ms 1 ms <1 ms SN TN Trou Noir SN EN Etoiles à neutrons NP NB Naines Blanches Naines rouges Le Turn Off et l’âge des amas 12 mrds Amas ouvert Amas globulaire Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 M4 D : 7000a.l Scorpion Classe 9 - Géantes rouges - Naines blanches de magnitude 30 Âge : 12 à 13 milliards d'années. - Etoiles bleues : « les trainardes bleues » Sandage 1953 Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Les trainardes bleues ou blue stragglers 47 Toucan mag : 3.95 15000 al 10 mrds années Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Les trainardes bleues ou blue stragglers dans M 53 Les trainardes bleues (ou "blue stragglers") Dans un AG les étoiles sont nées au même moment, il y a 12/13 milliards d’années. Il ne devrait pas y avoir d’étoiles bleues Elles devraient être - des géantes rouges - ou des naines blanches stade ultime de l’évolution Alors pourquoi? Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Autres étoiles particulières Pulsar milli seconde Explosion d’une étoile géante Binaire X Étoile à neutron + Étoile de faible masse Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Quelques images Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Le plus brillant de tous : Oméga du Centaure m = 3.68 17000 al AG ou galaxie naine? La diversité des étoiles permet d’opter pour la 2ème solution Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Messier 4 le plus proche (hémisphère nord) m= 5.63 Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 M 13 – le plus connu de l’hémisphère nord et M 92, son voisin oublié Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 M 22 Sgr: le premier mentionné et le plus brillant de l’hémisphère nord mag = 5.1 Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Le plus lointain AM 1 : 390 000 a.l. Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Le moins brillant : Terzan 4 Sco mag 16 Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Les derniers nés VVV CL 001 et 002 ESO et programme Vista Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Ngc 2419 – Lynx le vagabond 4 300 000 al Février 21 UT Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Longtemps pris pour un amas globulaire M 11 « le canard sauvage » est un amas ouvert. Ophiuchus Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 Scorpion Antares M4 et Jupiter IC 4604 Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012 M 19 l’amas ovale Astronomes Amateurs d’Auvergne avril 2012