Hubble, céphéide et taille de la voie lactée

Bonjour,

Je reviens avec une nouvelle question.

Je viens de voir un reportage parlant de Hubble recherchant une céphéide dans M31 (pas encore la galaxie d'Andromède). Une fois cette céphéide trouvée et la distance calculée, Hubble en déduit qu'Andromède ne fait pas partie de notre galaxie.

Comment a été calculée la taille de la voie lactée pour pouvoir déduire, grâce à la distance de cette céphéide, qu'Andromède été en dehors de notre galaxie ?

Comment Hubble pouvait être certain que cette céphéide faisait partie de la galaxie d'Andromède et qu'elle n'était pas elle même en dehors de cette galaxie ?

Merci d'avance pour vos réponses

E. Hubble a fait des photos en haute résolution de M31, pour y résoudre les étoiles. Voir ce lien : http://www.astrosurf.com/luxorion/univers-galaxies2.htm

Bonnes questions !

Comment a été calculée la taille de la voie lactée pour pouvoir déduire, grâce à la distance de cette céphéide, qu'Andromède été en dehors de notre galaxie ?

D'une part on n'avait jamais déterminé de distance aussi grande, et d'autre part il me semble qu'on connaissait l'allure générale de la Galaxie grâce notamment aux travaux de Shapley sur les amas globulaires.

Comment Hubble pouvait être certain que cette céphéide faisait partie de la galaxie d'Andromède et qu'elle n'était pas elle même en dehors de cette galaxie ?

Je ne connais pas l'argument qui a été utilisé, mais voici comment je vois les choses : ce qui était certain, c'est que l'étoile qu'il avait examinée était situé loin hors de notre Galaxie. Vu qu'à cet endroit on avait résolu M31 est myriades d'étoiles très faibles, donc vraisemblablement lointaines, que l'une d'elles soit en effet très lointaine mais n'appartienne pas à M31 serait un manque de chance improbable, non ?

En fait pour mesurer la dimension de notre galaxie Harlow Shapley a utilisé les étoiles variable de type RR Lyrae qui à l'instar des Céphéides permettent de relier leur période à leur luminosité intrinsèque et donc de déduire leur distance. Il se trouve que ces RR Lyrae sont située dans des amas globulaires qui sont en périphérie de la voie lactée.

Ensuite la détermination de la distance de M31 par la mesure de Céphéides montre que M31 est éloignée de nous de 2 537 000 AL soit 50x plus que le plus lointain des amas globulaires.

(Cela dit à l'époque Hubble avait déterminé une valeur nettement plus faible, genre 500.000 années-lumière, ce qui était toutefois largement suffisant. De plus il faut savoir qu'il avait d'abord étudié NGC 6822 et conclu que cet objets était extra-galactique, mais sans pour autant le considérer comme une autre galaxie vu sa petite taille (c'est une galaxie naine).)

OK Bruno merci pour ces précisions, sinon pour l'aspect historique voici les plaques utilisées par Hubble (prises de puis le Mt Wilson) pour identifier la Céphéide qui a permis le fameux calcul:

http://obs.carnegiescience.edu/PAST/m31var

Je viens de voir un reportage............

Je n'aurais pas posé ces questions parce que quand j'ai appris l'histoire de la mesure de la distance d'Andromède, c'était dans des livres et pas à la télévision. Voilà ce que c'est de croire qu'on peut s'instruire avec des moyens aussi superficiels.

Je n'aurais pas posé ces questions parce que quand j'ai appris l'histoire de la mesure de la distance d'Andromède, c'était dans des livres et pas à la télévision. Voilà ce que c'est de croire qu'on peut s'instruire avec des moyens aussi superficiels.

Merci pour ces précisions, on voit tout de suite que les livres t'ont permis de maîtriser le sujet. N'hésite pas à encore intervenir

Bonjour à tous

Cela faisait longtemps que je n'avais pas mis mon grain de sel dans une discussion, et ça tombe sur vous...

(...)quand j'ai appris (...), c'était dans des livres et pas à la télévision. Voilà ce que c'est de croire qu'on peut s'instruire avec des moyens aussi superficiels.

Et alors ?

A mon avis, tous les moyens sont bons pour éveiller la curiosité. Et ici la démarche me semble très bonne : un quidam qui n'est pas sûr d'avoir bien compris l'émission se donne la peine de poser des questions fort pertinentes à de potentiels connaisseurs. Il fait une démarche personnelle en vue d'acquérir des connaissances, il ne se contente pas de gober la TV. Alors pourquoi critiquer ?

(...)Je ne connais pas l'argument qui a été utilisé' date='(...)[/quote']

 

Honnêtement, mois non plus, il faudrait que je prenne le temps de plonger dans les articles originaux...

Mais un argument assez simple a pu être utilisé, en utilisant l'effet Doppler-Fizeau. En tout cas, il me semble convaincant aujourd'hui :

- La galaxie M31 d'Andromède se rapproche de "notre galaxie" à 300 km/s, (Slipher 1912 / Voir http://messier.obspm.fr/f/m031.html )

- Aucune étoile proche n'a une telle vitesse radiale, il s'en faut d'un facteur 10 ou 20

- Donc, si une étoile est située dans la direction de M31, et si elle a une vitesse radiale de l'ordre de 300 km/s, alors il est extrêmement probable qu'elle appartient à M31.

 

(Cela dit à l'époque Hubble avait déterminé une valeur nettement plus faible' date=' genre 500.000 années-lumière, (...)[/quote']

 

Il y avait deux raisons à cela : d'une part, une calibration imparfaite de la courbe période-luminosité des Céphéides (à cause d'une confusion avec les RR Lyrae) et d'autre part une méconnaissance de l'importance de l'absorption interstellaire et intergalactique.

 

Tout ceci étant dit, et puisque (personnellement) j'aime bien les livres, pour répondre à la question initiale Comment a été calculée la taille de la voie lactée je recommande aux lecteurs motivés :

La Voie Lactée, Histoire des conceptions et des modèles de notre Galaxie des temps anciens jusqu'aux années 1930

Frédéric Chaberlot

CNRS Editions 2003

C'est un pavé assez coûteux, mais il se trouve facilement dans les bibliothèques.

 

Bonne lecture !

Grâce au télescope Hooker de 2m50 (100 pouces) Hubble a pu étudier des étoiles individuelles dans des galaxies proches. Pour NGC6822 il dispose d'une cinquantaine de plaques qui permettent de repérer une quinzaine de variables (au "blink microscope" qui compare deux plaques en passant de l'une à l'autre : les variables "sautent à l'oeil" car elles clignotent). Sur ces quinze variables il trouve 11 Céphéïdes (d'après la forme de la courbe et la période). Il faut alors tracer les courbes de ces Céphéides et déterminer leurs périodes et leurs magnitudes maximales et minimales. Ensuite tracer la courbe magnitude du max en fonction du logarithme de la période. C'est la figure 2 de son papier : http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-data_query?bibcode=1925ApJ....62..409H&db_key=AST&link_type=ARTICLE

Il trouve une courbe d'une pente très proche de la courbe qu'a établie Shapley (la courbe en pointillés de la figure 2). Il peut donc en déduire que comme les 11 points sont assez bien alignés, les 11 Céphéïdes sont toutes à la même distance et l'absorption interstellaire est faible. La différence magnitude apparente - magnitude absolue (déduite de la période) est de 21,65 ce qu'il traduit en distance : 214 000 parsec ou 700 000 années lumière.

Il évalue la distance par d'autres méthodes pour confirmer l'ordre de grandeur. Ce qui est curieux, c'est qu'il cite Shapley qui a évalué la distance de NGC6822 à quelque chose de l'ordre d'un million d'années-lumière ! On s'aperçoit que Shapley avait déjà découvert la nature extragalactique de NGC6822 !

Dans l'article sur M31 et M33, il répond à la seconde question en observant qu'il n'y a aucune Céphéide dans la zone à mi-distance entre M31 et M33, celles qui sont découvertes appartiennent donc bien aux deux galaxies. C'est là dans l'avant dernier parapgraphe : "it may be mentioned that no Cepheids ..."

http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-data_query?bibcode=1925Obs....48..139H&db_key=AST&link_type=ARTICLE

Merci, ChiCyg, pour le lien vers cet article "historique" !