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Vitesse particulière

Un mouvement particulier ou une vitesse particulière fait référence à la vitesse d'un objet par rapport à un référentiel de repos (en) — généralement un référentiel dans lequel la vitesse moyenne de certains objets est nulle.

Astronomie galactique modifier

En astronomie galactique, le mouvement particulier fait référence au mouvement d'un objet (généralement une étoile), par rapport à un référentiel galactique.

Les objets locaux sont généralement examinés quant à leurs vecteurs d'angle de position et de vitesse radiale. Ceux-ci peuvent être combinés par une addition de vecteurs pour indiquer le mouvement de l'objet par rapport au Soleil. Les vitesses des objets locaux sont parfois rapportées par rapport au référentiel au repos local (RRL) — le mouvement local moyen de la matière dans la galaxie — au lieu du référentiel de repos du Soleil. La translation entre le RRL et le référentiel de repos héliocentrique nécessite le calcul de la vitesse particulière du Soleil dans le RRL[1].

Cosmologie modifier

En physique cosmologique, la vitesse particulière fait référence aux composantes de la vitesse d'une galaxie qui s'écartent de la loi de Hubble-Lemaître. Selon cette loi, les galaxies s'éloignent de nous à des vitesses proportionnelles à leur distance par rapport à nous.

Les galaxies ne sont pas réparties uniformément dans l'espace observable, mais se trouvent généralement en groupes ou amas, où elles ont un effet gravitationnel significatif les unes sur les autres. Les dispersions des vitesses des galaxies résultant de cette attraction gravitationnelle se situent généralement en centaines de kilomètres par seconde, mais elles peuvent atteindre de 1 000 km/s dans les amas riches[2]. Cette vitesse peut modifier la vitesse de récession qui serait attendue du flux d'Hubble et affecter le décalage vers le rouge, observé des objets via l'effet Doppler. Le décalage vers le rouge de Doppler dû à des vitesses particulières est

 

ce qui est approximativement

 

pour les faibles vitesses (petits décalages vers le rouge). Ceci se combine avec le décalage vers le rouge du flux de Hubble et le décalage vers le rouge de notre propre mouvement   pour donner le décalage vers le rouge observé

 

(Il peut également y avait un décalage vers le rouge gravitationnel à prendre en compte[3]).

La vitesse radiale d'un objet cosmologiquement « proche » peut-être approchée par

 

avec des contributions du flux de Hubble et des termes de vitesses particuliers, ou   est la constante de Hubble et   est la distance de l'objet.

Les distortions de l'espace du décalage vers le rouge peuvent faire apparaître les distributions spatiales des objets cosmologiques allongées ou aplaties, en fonction de la cause des vitesses particulières[4]. L'allongement, parfois appelé effet « Doigts de Dieu », est provoqué par le mouvement thermique aléatoire des objets. Cependant, les vitesses particulières corrélées à la chute gravitationnelle sont à l'origine d'un effet d'aplatissement[5] est que, en déterminant la distance d'une seule galaxie, il faut supposer une erreur possible. Cette erreur diminue à mesure que la distance augmente. Par exemple, dans les études de supernovas de type Ia, des vitesses particulières ont une influence significative sur les mesures jusqu'à des décalages vers le rouge autour de 0,5, conduisant à des erreurs de plusieurs pour cent lors du calcul des paramètres cosmologiques[3],[6].

Des vitesses particulières peuvent également contenir des informations utiles sur l'Univers. Le lien entre les vitesses particulières corrélées et la distribution de masse a été suggéré comme outil pour déterminer les contraintes des paramètres cosmologiques à l'aide d'enquêtes de vitesses particulières[7],[8]

Flux massif modifier

[pas clair] La moyenne de la vitesse sur une sphère est appelée débit global. Cette valeur peut-être comparée aux théories de la gravité (relativité générale). L'analyse actuelle des valeurs expérimentales de débit global n'est pas en bon accord avec le modèle ΛCDM[9].

Références modifier

  1. ↑ Ralph Schönrich, James Binney et Walter Dehnen, « Local kinematics and the local standard of rest », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 403, no 4,‎ , p. 1829–1833 (ISSN 0035-8711 et 1365-2966, DOI 10.1111/j.1365-2966.2010.16253.x, lire en ligne, consulté le )
  2. ↑ M. Girardi, A. Biviano, F. Mardirossian et M. Mezzetti, « Velocity dispersions in galaxy clusters », The Astrophysical Journal, vol. 404,‎ , p. 38–50 (DOI 10.1086/172256, Bibcode 1993ApJ...404...38G)
  3. ↑ a et b T. M. Davis, L. Hui, J. A. Frieman, R. Kessler, B. Sinclair, J. Sollerman, B. Bassett, J. Marriner, E. Mörtsell, R. C. Nichol, M. W. Richmond, M. Sako, D. P. Schneider et M. Smith, « The Effect of Peculiar Velocities on Supernova Cosmology », The Astrophysical Journal, vol. 741, no 1,‎ , p. 67 (DOI 10.1088/0004-637X/741/1/67, Bibcode 2011ApJ...741...67D, arXiv 1012.2912)
  4. ↑ N. Kaiser, « Clustering in real space and in redshift space », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 227, no 1,‎ , p. 1-21 (DOI 10.1093/mnras/227.1.1, Bibcode 1987MNRAS.227....1K)
  5. ↑ WJ Percival, L. Samushia, AJ Ross, C. Shapiro et A. Raccanelli, « Redshift-space distortions », Philosophical Transactions of the Royal Society A, vol. 369, no 1957,‎ , p. 5058–5067 (PMID 22084293, DOI 10.1098/rsta.2011.0370, Bibcode 2011RSPTA.369.5058P)
  6. ↑ N. Sugiura, N. Sugiyama et N. Sasaki, « Anisotropies in Luminosity Distance », Progress of Theoretical Physics, vol. 101, no 4,‎ , p. 903–922 (DOI 10.1143/ptp.101.903, Bibcode 1999PThPh.101..903S)
  7. ↑ I. Odderskov et S. Hannestad, « Measuring the velocity field from type Ia supernovae in an LSST-like sky survey », Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, vol. 2017, no 1,‎ , p. 60 (DOI 10.1088/1475-7516/2017/01/060, Bibcode 2017JCAP...01..060O, arXiv 1608.04446, S2CID 119255726)
  8. ↑ D. H. Weinberg, M. J. Mortonson, D. J. Eisenstein, C. Hirata, A. G. Riess et E. Rozo, « Observational probes of cosmic acceleration », Physics Reports, vol. 530, no 2,‎ , p. 87–255 (DOI 10.1016/j.physrep.2013.05.001, Bibcode 2013PhR...530...87W, arXiv 1201.2434, S2CID 119305962)
  9. ↑ Khaled Said, « Tully-Fisher relation », Hubble Constant Tension,‎ (arXiv 2310.16053)

Liens externes modifier

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