Vitesse de rotation des étoiles et trous noirs.

J'ai lu concernant les trous noirs qu'ils possédaient des vitesses de rotation variables.
Presque jusqu'a la limite de cohésion de l'étoile qui les a précédé.
les vitesses sont calculées grace à la mesure de la distance du disque d'accrétion au trou noir, plus c'est près, plus la matière du disque tourne vite, donc plus le trou noir est en rotation rapide (j'en déduis que c'est lui qui imprime sa vitesse à la matière du disque).
Idem pour certaines étoiles qui tournent si vite qu'elles ressemblent plus à un oeuf qu'a une sphère.

Quelle est la cause de ces variations de rotation si importantes?

Y a t'il des conséquences autres que la forme de l'étoile (qu'est ce qui changerait pour la terre si le soleil tournait 10 fois plus vite sur lui même)?

Les écarts dans la rotation des trous noirs proviennent essentiellement du fait qu'on les observent dans des système binaires serrés. Chaque membre du couple peut être représenté comme entouré d'une enveloppe, les deux enveloppes accolées formant un 8, les lobes de Roche.




Si l'étoiles compagne déborde de son lobe (quand elle devient géante rouge par exemple), un courant gazeux se dépose sur le compagnon, comme dans la vue d'artiste ci dessous. Et comme ce courant gazeux possède un moment de rotation, celle ci est transféré au trou noir (à l'étoile à neutrons, à la naine blanche... selon les cas).

Bah là je comprend bien, mais toutes les étoiles ne se trouvent pas dans des systèmes binaires, idem pour les TN.

Citer:

Achernar est une des étoiles dont la rotation propre est parmi les plus rapides. La vitesse de sa surface à l'équateur est de 225 kilomètres par seconde, soit 75% de la vitesse critique au delà de laquelle la matière située à l'équateur serait éjectée par la force centrifuge due à la rotation de l'étoile. Conséquence de cette rotation considérable, Achernar est l'étoile la plus aplatie connue à ce jour. La forme de l'étoile telle qu'elle est observé par le mode interférométrique du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire Européen Austral (ESO) révèle un ellipsoïde aplati, dont le rapport des axes est de 1,5:1. Ce rapport représente une limite inférieure au rapport entre le diamètre équatorial et de diamètre polaire de l'étoile (si l'axe de rotation de l'étoile n'est pas perpendiculaire à la direction d'observation, ce rapport est plus grand que 1,5). En tout état de cause, cet aplatissement extrême représente un défi pour les modèles de structure interne des étoiles.

Je suppose doncque si cette étoile devient un TN, celui ci aura une vitesse de rotation en conséquence.

Donc là quelle est la raison de cette rotation?

C'est l'effondrement initial de l'amas gazeux qui lui a donné cette vitesse?

LokiLeFourbe a écrit:

Donc là quelle est la raison de cette rotation?

La terre, le soleil, et la plupart des corps célestes tournent par conservation du moment angulaire du nuage de gaz qui les a formés. Lorsqu'une étoile rétrecit par effondrement, elle augmente vertigineusement sa vitesse de rotation (typiquement autour de 0,2 c à l'équateur pour une étoile à neutrons), toujours par conservation du moment angulaire.

LokiLeFourbe a écrit:

Bah là je comprend bien, mais toutes les étoiles ne se trouvent pas dans des systèmes binaires, idem pour les TN.

Pour les TN tu as raison, mais un TN isolé est... noir (pas de disque d'accrétion). Donc inobservable en pratique. Si on arrivait à pointer une télescope vers l'horizon d'un TN isolé on ne verrait qu'un disque sombre se détachant sur les étoiles d'arrières plan. Je pense que la seule façon de mesurer sa rotation serait de mesurer son applatissement en l'absence d'effet Doppler, ce qui ne serait pas forcément commode : il faut que le fond étoilé soit suffisemment dense pour que la silouhette se détache bien. Ou alors par effet de lentille gravitationnel.

Citer:

Achernar est une des étoiles dont la rotation propre est parmi les plus rapides. La vitesse de sa surface à l'équateur est de 225 kilomètres par seconde, soit 75% de la vitesse critique au delà de laquelle la matière située à l'équateur serait éjectée par la force centrifuge due à la rotation de l'étoile. Conséquence de cette rotation considérable, Achernar est l'étoile la plus aplatie connue à ce jour. La forme de l'étoile telle qu'elle est observé par le mode interférométrique du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire Européen Austral (ESO) révèle un ellipsoïde aplati, dont le rapport des axes est de 1,5:1. Ce rapport représente une limite inférieure au rapport entre le diamètre équatorial et de diamètre polaire de l'étoile (si l'axe de rotation de l'étoile n'est pas perpendiculaire à la direction d'observation, ce rapport est plus grand que 1,5). En tout état de cause, cet aplatissement extrême représente un défi pour les modèles de structure interne des étoiles.

LokiLeFourbe a écrit:

Je suppose doncque si cette étoile devient un TN, celui ci aura une vitesse de rotation en conséquence.

Oui mais avec 6 masse solaire sa destinée est plutôt celle d'une naine blanche.

Citer:

Donc là quelle est la raison de cette rotation?

C'est l'effondrement initial de l'amas gazeux qui lui a donné cette vitesse?

A priori oui... Mais je n'en sais pas plus.

a+

xantox a écrit:

LokiLeFourbe a écrit:

Donc là quelle est la raison de cette rotation?

La terre, le soleil, et la plupart des corps célestes tournent par conservation du moment angulaire du nuage de gaz qui les a formés. Lorsqu'une étoile rétrecit par effondrement, elle augmente vertigineusement sa vitesse de rotation (typiquement autour de 0,2 c à l'équateur pour une étoile à neutrons), toujours par conservation du moment angulaire.

Donc les grandes variations que l'on peut constater, résultent des circonstances et forces en jeu lors de l'effondrement du nuage qui donnera naissance à l'étoile et à l'éventuel système.
La vitesse initiale du disque de matière, dépend de la vitesse d'effondrement du nuage.
Ce disque, au fur et à mesure que se forme les planétoides ou gazeuses, va communiquer une vitesse à ces derniers.
La vitesse de rotation autour de l'étoile des poussières et gaz, se transforme également en vitesse de rotation sur elles même des planètes au fur et a mesure qu'elles se forment.

Mais d'autres forces rentrent en ligne de compte, car toutes les planètes d'un même système ne tournent pas à la même vitesse, certaines ont été ralenties, je suppose que celà est du à leur composition et à leur éloignement du soleil.

Le processus de formation des étoiles à partir du nuage de gaz est chaotique, il y a des remous qui se forment et le sens et la vitesse de rotation de chaque étoile seront différents. Pour les planètes, le gaz s'aplatit en forme de disque et lorsqu'il se refroidit autour de l'étoile centrale, les particules se regroupent par effet bulle de neige et cognent dans tous les sens, jusqu'à la stabilisation gravitationnelle d'un système planétaire. Les vitesses de rotation des planètes seront donc à ce point très variables, bien que leur sens de rotation soit le plus souvent le même.

est ce que le phenomene de precession rentre en jeu?
dans le sens ou, le systeme nouvellement cree s orientera vers l ensemble gravitationnelle le plus puissant.

le proto a écrit:

est ce que le phenomene de precession rentre en jeu?
dans le sens ou, le systeme nouvellement cree s orientera vers l ensemble gravitationnelle le plus puissant.

Je ne pense pas.

La vitesse et l'axe de l'étoile dépendent apparement de l'effondrement du nuage de gaz initial.
Ensuite, le disque de matière qui formera les planètes, s'aligne avec l'équateur de l'étoile.

ok, mais est ce que l ensemble des planetes s orienterait vers le centre de la galaxie, un systeme proche?
je me suis mal exprime

A mon humble avis l'influence de l'étoile est bien plus grande que l'influence du ou des systèmes stellaires environnant, qu'une autre galaxie ou autre.
A peu de chose près au niveau du système c'est l'étoile qui "commande", ensuite localement jupiter ou neptune, uranus ont leur influence propre dominante, enfin encore plus localement les autres planètes, comme la terre avec la lune.
L'effet de la gravité décroit énormément avec la distance.
Les zones d'influence principales sont donc dictées par la masse de l'objet et la distance ne fait que réduire cette influence.

L'effet du maxi trou noir présent au centre de notre galaxie, même s'il existe est négligeable en rapport de l'effet du soleil par exemple qui lui même est négligeable si tu te trouves en orbite autour de jupiter etc...

Je crois que la Nasa pour ses lancements (et l'esa aussi) ne tiennent compte que de la gravité terrestre dans leur calculs, ils ne compliquent pas la tache en prenant l'influence du soleil pour des calculs d'orbite basse.

A confirmer par maitre xantox bien sûr
Ou tout autre expert bien sûr, je ne veux froisser personne

LokiLeFourbe a écrit:

L'effet de la gravité décroit énormément avec la distance

Il est intéressant de voir que cela peut se réveler très peu intuitif : puisque nous sommes à l'intérieur de la galaxie, toute la masse à l'intérieur de notre orbite galactique a un effet gravitationnel sur la terre. La gravité diminue bien selon le carré de la distance du centre de masse de la galaxie, mais elle augmente aussi avec la masse à l'intérieur de l'orbite, masse qui augmente selon le cube de la distance en assumant une densité constante et une symétrie sphérique, pour atteindre 10^11 masses solaires à l'intérieur de l'orbite galactique du système solaire. On voit donc que la gravité galactique peut augmenter avec l'éloignement du centre, car une plus grande quantité de masse se retrouve à l'intérieur de l'orbite. Même si l'intensité de la gravité solaire sur la terre est effectivement supérieure (de 7 ordres de grandeur) à celle de la voie lactée sur la terre, il est difficile de généraliser et il faut toujours considérer les données au cas par cas (sinon on s'étonnera par exemple que la gravité solaire sur la lune soit 2 fois plus importante que celle de la terre sur la lune).

xantox a écrit:

LokiLeFourbe a écrit:

L'effet de la gravité décroit énormément avec la distance

Il est intéressant de voir que cela peut se réveler très peu intuitif : puisque nous sommes à l'intérieur de la galaxie, toute la masse à l'intérieur de notre orbite galactique a un effet gravitationnel sur la terre. La gravité diminue bien selon le carré de la distance du centre de masse de la galaxie, mais elle augmente aussi avec la masse à l'intérieur de l'orbite, masse qui augmente selon le cube de la distance en assumant une densité constante et une symétrie sphérique, pour atteindre 10^11 masses solaires à l'intérieur de l'orbite galactique du système solaire. On voit donc que la gravité galactique peut augmenter avec l'éloignement du centre, car une plus grande quantité de masse se retrouve à l'intérieur de l'orbite. Même si l'intensité de la gravité solaire sur la terre est effectivement supérieure (de 7 ordres de grandeur) à celle de la voie lactée sur la terre, il est difficile de généraliser et il faut toujours considérer les données au cas par cas (sinon on s'étonnera par exemple que la gravité solaire sur la lune soit 2 fois plus importante que celle de la terre sur la lune).

Dans le cas d'un déplacement dans la galaxie comme tu l'indiques je serai bien incapacable de me prononcer et je m'en garderai.
Mais là tu parles en valeur absolue de force gravitationnelle?
Dans sa question, le proto, parlait d'une force externe qui orienterait notre soleil, donc notre système, même si en s'éloigant du centre de la galaxie on subit un plus fort effet gravitationel global (car on se rapproche de plus de matière) cet effet est multidirectionnel, on est plus attiré mais dans tous les sens, donc au final les effets physiques, observables, ne sont pas plus important (encore une bêtise peu être). Le système solaire est en gros coincé, tiré dans tous les sens, les effets "s'annulent" et ce sont bien les corps internes au système qui gardent leurs dominations locales.

Intuitivement (je sais c'est mal) je dirais que des effets gravitationels seraient plus perceptibles en bordure de galaxie (la force ne vient globalement que d'une direction) qu'en plein milieu d'un bras galactique (on est entouré de matière).

Par contre pour la lune je pensais pas que le soleil avait un effet supérieur à la terre
Comment expliquer depuis le temps, que le soleil n'ait pas arraché la lune de notre orbite? Ou qu'au moins sont orbite ne devienne bien plus fortement elliptique?

LokiLeFourbe a écrit:

cet effet est multidirectionnel, on est plus attiré mais dans tous les sens, donc au final les effets physiques, observables, ne sont pas plus important .. Le système solaire est en gros coincé, tiré dans tous les sens, les effets "s'annulent"

Ceci est vrai pour la matière à l'extérieur de l'orbite d'un corps, qui n'a aucun effet sur ce corps car les effets s'annulent (en assumant toujours une densité constante et une symétrie sphérique). Pour la gravité à l'intérieur de l'orbite par contre, les effets s'additionnent et agissent comme si toute la matière était concentrée dans un seul point, le centre de masse du système. La gravité correspond dans ce cas à :



où r est la distance du centre de masse, rho la densité galactique et m la masse du corps. On voit que plus on s'approche du centre plus la gravité diminue car de plus en plus de matière se retrouve à l'extérieur de l'orbite et n'a plus aucun effet. On voit aussi que si le corps est exactement au centre (r=0) la gravité s'annule (ex. au centre de la terre la gravité terrestre s'annule).

LokiLeFourbe a écrit:

Par contre pour la lune je pensais pas que le soleil avait un effet supérieur à la terre
Comment expliquer depuis le temps, que le soleil n'ait pas arraché la lune de notre orbite? Ou qu'au moins sont orbite ne devienne bien plus fortement elliptique?

C'est car le soleil agit aussi sur la terre, donc il faut prendre la différence entre la gravité soleil-lune et soleil-terre et la comparer avec la gravité terre-lune. Le résultat est que la lune orbite en premier lieu autour du soleil mais avec un mouvement de second ordre stable autour de la terre. L'orbite est stable si elle est située à l'intérieur de la sphère de Hill/Roche terrestre, c'est à dire entre les points de Lagrange L1 et L2 (voir dessin posté par Gilgamesh plus haut). Si au contraire l'orbite lunaire était trop proche de la terre, en déçà du point dit limite de Roche liquide, et en supposant que la lune avait des océans, ceux-ci quitteraient la lune en s'élévant dans les cieux. En se rapprochant encore, au délà de la limite de Roche solide, la lune exploserait par les forces de marée et formerait alors des anneaux autour de la terre comme pour Saturne.

C'est calme sur le forum

Citer:

Ceci est vrai pour la matière à l'extérieur de l'orbite d'un corps, qui n'a aucun effet sur ce corps car les effets s'annulent (en assumant toujours une densité constante et une symétrie sphérique). Pour la gravité à l'intérieur de l'orbite par contre, les effets s'additionnent et agissent comme si toute la matière était concentrée dans un seul point, le centre de masse du système. La gravité correspond dans ce cas à :

J'ai du mal, là, tu pourrais "vulgariser" s'il te plait.