Module 7 : La Voie Lactée - notre galaxie

Question 1

Quels sont les deux types de nébuleuses ?

Answer 1

• Nébuleuses d’émission (régions HII)
• Nébuleuses obscures/sombres ou réflexion

Question 2

Quels sont les processus physiques derrières les nébuleuses d’émission ?

Answer 2

• Ionisation du gaz par photons ultraviolets des étoiles chaudes (O & B)
• Photons arrachent les électrons d’hydrogène dans un milieu interstellaire
• Électrons vont éventuellement retourner dans les atomes en passant par divers états excités = raies d’émission
• Collision atome et étoile libre = aussi raies d’émission

Question 3

Quels sont les processus physiques derrière les nébuleuses obscures/sombres ou réflexion ?

Answer 3

• Poussière présent dans le disque d’une Galaxie
• Dans le visible les étoiles dedans et derrière sont cachées ou fortement rouges

Question 4

Pourquoi les nébuleuses de réflexion sont très bleutées ?

Answer 4

La poussière a pour effet de diffuser la lumière des étoiles et la lumière bleue est plus facilement diffusée que la lumière rouge

Question 5

Dans la Voie Lactée, qu’est-ce qui est bleu & blanc ?

Answer 5

Étoiles chaudes et massives

Question 6

Dans la Voie Lactée, qu’est-ce qui est orange ?

Answer 6

Étoiles de plus faibles températures et de plus faibles masses

Question 7

Dans la Voie Lactée, qu’est-ce qui est rose ?

Answer 7

Gaz d’hydrogène ionisé

Question 8

Dans la Voie Lactée, qu’est-ce qui est noir et brun ?

Answer 8

Poussière

Question 9

De quoi sont fait les bras spiraux ?

Answer 9

Amas ouverts jeunes, car les zones de compression du gaz interstellaire

Question 10

Où se trouve le Soleil dans la Voie Lactée ?

Answer 10

Dans sous bras d’Orion

Question 11

Qu’est-ce que le bulbe de la Voie Lactée ?

Answer 11

• Au centre
• Contient principalement des étoiles de faible masse
• 10 GA et relativement très vieux
• Forme ronde, car les étoiles se déplacent sur orbites inclinées dans toutes les directions
• Diamètre de 2000 pc
• Superposer au disque sans collision

Question 12

Qu’est-ce que Sagittaire A ?

Answer 12

• Centre de la galaxie avec un petit jet de gaz ionisé et source intense d’émission radio
• Immobile dans la galaxie
• M = 4,1 millions de Msolaire = trou noir supermassif
• Autour = matière qui tourne 200 km/s dans un petit disque

Question 13

Qu’est-ce qu’un halo ?

Answer 13

• Autour du disque de la galaxie
• Étoiles individuelles de faibles masses et pauvres en métaux
• Gaz avec faible densité
• Matière sombre
• Amas globulaires
• Orbites très aléatoires

Question 14

Comment les étoiles sont liées dans un amas globulaire ?

Answer 14

Gravitationnellement

Question 15

Pourquoi les étoiles dans le halo sont pauvres en métaux ?

Answer 15

Il n’y a pas d’éléments chimiques lourds, car le gaz qui permet de faire de nouvelles générations d’étoiles

Question 16

Quelles sont les caractéristiques des amas ouvert ?

Answer 16

• Amas jeune (étoiles approximativement le même âge)
• Moins de 100 millions d’étoiles (type O & B)
• Accompagnés de nébuleuses d’émission
• Dans milieu riche en gaz
• Étoiles initialement liées par Fg et après quelques centaines millions d’années se dispersent

Question 17

Quels sont les impacts du fait que l’on retrouve des amas ouvert dans des milieux riches en gaz ?

Answer 17

Ils sont faits de matières recyclées, donc une grande abondance d’éléments chimiques plus lourds

Question 18

Qu’est-ce qu’une association OB ?

Answer 18

Plus petit amas ouvert, rarement composé de plus de 100 étoiles

Question 19

Où se retrouvent les étoiles des amas ouverts sur le diagramme HR ?

Answer 19

• Généralement très jeunes donc elles sont dans la séquence principale (toujours en train de fusionner de l’H en He dans le coeur)
• Point de virage dans la séquence principale

Question 20

Qu’est-ce qu’un point de virage ?

Answer 20

Points où la trajectoire d’une étoile change brusquement, marquant une transition entre deux phases distinctes de son évolution stellaire (ex. : points de virage qui marquent la fin de la séquence principale et la fin de la phase des géantes)

Question 21

Comment reconnaissons-nous les amas globulaires sur le diagramme HR ?

Answer 21

• Point de virage plus bas et vers la droite que pour un amas ouvert
• Grande abondance d’étoiles

Question 22

Quelles sont les méthodes qui permettent de déterminer la structure spirale de la galaxie ?

Answer 22

• Autopropagation de formation stellaire
• Ondes de densité

Question 23

Quelles sont les caractéristiques de l’autopropagation de formation stellaire ?

Answer 23

• Bras = structure rigide composée d’amas ouverts qui se succèdent et se déplacent avec la rotation différentielle
• Ne correspond pas à la Voie Lactée puisque les bras ne font pas de tour complet et la vitesse des bras n’égale pas à celle des étoiles

Question 24

Quelles sont les caractéristiques des ondes de densité ?

Answer 24

• Phénomènes internes et externes
• Orbites des étoiles et du gaz est non circulaires avec une orientation particulière

Question 25

Comment fonctionne la formation de zones galactiques ?

Answer 25

• Endroit où densité des étoiles augmentent
• Fg apparait localement
• Gaz retenu sur place alors que les étoiles continuent leur orbite
• Gaz compressé sur place
• Nouveaux amas ouverts
  –> Bras spiraux

Question 26

Quel est l’origine du mouvement aléatoire ?

Answer 26

• Lié à la formation des étoiles
• Effets gravitationnels locaux
• Interactions avec autres galaxies

Question 27

Comment inférer la présence de matière sombre dans la Galaxie et la distribution ?

Answer 27

• Matière sombre ne brille pas, donc détectée par effets gravitationnels
• ## Utilise la courbe de rotation pour calculer la quantité de matière à ajouter pour reproduire une courbe à grand rayon

Question 28

Quelle est la quantité de matière sombre dans la Voie Lactée ?

Answer 28

10x plus de matière sombre que visible

Question 29

Pourquoi les amas d’étoiles sont utiles ?

Answer 29

Parce qu’ils contiennent des étoiles qui ont toutes à peu près le même âge et la même distance

Question 30

Quelle est la raison principale pour laquelle les étoiles d’un amas ont des caractéristiques différentes ?

Answer 30

La masse

Question 31

Pourquoi les étoiles jeunes contiennent plus de “métaux’ que les vieilles étoiles ?

Answer 31

Elles se sont formées à partir de gaz contenant déjà des métaux produits par les vieilles étoiles

Question 32

Quelle est la meilleure façon de mesurer la masse de la Voie lactée ?

Answer 32

Mesurer la courbe de rotation de la Galaxie

Question 33

Par rapport aux étoiles du disque comme le Soleil, les étoiles des amas globulaires dans le halo de la Galaxie se sont formées quand ?

Answer 33

Plus tôt, à partir de matériel presque primordial, et donc moins riche en éléments lourds

Question 34

Comment sont les orbites des étoiles du halo ?

Answer 34

Orbites elliptiques orientées aléatoirement

Question 35

Qu’est-ce qui explique le fait que les étoiles du halo ont une très petite métallicité ?

Answer 35

Les métaux existaient déjà dans les matériaux à partir desquels la Voie lactée s’est formée

Question 36

Quelle est la raison principale pour laquelle on ne trouve pas d’étoiles O massives dans le halo Galactique ?

Answer 36

Les étoiles ont une durée de vie trop courte pour avoir persisté dans le halo jusqu’à aujourd’hui

Question 37

Lequel des objets suivants ne participe pas à la rotation générale de la Galaxie ?

Answer 37

Les amas globulaires

Question 38

Quelle découverte surprenante l’étude de la courbe de rotation de la Galaxie a-t-elle révélée ?

Answer 38

La majeure partie de la masse de la Galaxie est possiblement sombre et n’est détectée que par son effet gravitationnel

Question 39

Quel est le pourcentage d’éléments atomiques autres que l’hydrogène et l’hélium dans la galaxie ?

Answer 39

2% du contenu gazeux de la Galaxie par masse

Question 40

Pourquoi les nébuleuses d’émission brillent ?

Answer 40

Elles sont irradiées par le rayonnement ultraviolet d’étoiles proches

Question 41

Quelle est la position du Soleil dans la Galaxie ?

Answer 41

À peu près à mi-chemin entre le centre et le bord du disque visible

Question 42

Où la formation stellaire a lieu ?

Answer 42

Dans les bras spiraux

Question 43

Qu’est-ce que suggère le mouvement du gaz et des étoiles dans le centre de la Galaxie ?

Answer 43

Un trou noir de quelques millions de masses solaires s’y trouve

Question 44

Comment les amas globulaires entourant la Galaxie ont tendance à se déplacer ?

Answer 44

Sur des orbites passant à travers le disque

Question 45

Pourquoi dans un diagramme couleur-magnitude d’un amas d’étoiles, l’extrémité bleue de la série principale est utile pour définir l’âge de l’amas ?

Answer 45

Les étoiles juste un peu plus brillantes et plus bleues sont en train d’évoluer hors de la série principale vers le stade de géante ou supergéante

Question 46

Qu’est-ce que nous indique la différence en magnitude apparente entre les séries principales de deux amas stellaires dans un diagramme couleur-magnitude ?

Answer 46

La distance relative des deux amas

Question 47

Quelle âge à la lumière qui provient des étoiles du centre de la Galaxie ?

Answer 47

Il y a environ 25 000 ans

Question 48

Quelle est l’évidence la plus convaincante à l’effet que la Galaxie ne tourne pas comme un corps solide ?

Answer 48

Les étoiles du disque ont un décalage Doppler

Question 49

Qu’est-ce que montre la raie à 21 cm de l’hydrogène d’un mince nuage d’hydrogène comprenant une partie centrale très froide entourée d’une enveloppe plus chaude ?

Answer 49

Une raie centrale étroite entourée d’une émission élargie de part et d’autre du centre

Question 50

Quelle sont les caractéristiques de la raie à 21 cm ?

Answer 50

• Passe à travers la poussière interstellaire
• Observée aux ondes radio
• Émise par des atomes d’hydrogène non-ionisés
• Produite lorsqu’il y a inversion des spins dans les atomes d’hydrogène

Question 51

Que se passe-t-il quand la lumière rouge rencontre un nuage interstellaire ?

Answer 51

Elle continue son chemin en ligne droite, la lumière bleue est quant à elle déviée

Question 52

Quel objet marque le mieux la position des bras spiraux de la galaxie ?

Answer 52

Pulsars