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Concept
Courbe de rotation des galaxies
Résumé
La courbe de rotation d'une galaxie peut être représentée par un graphe qui pointe la vitesse orbitale des étoiles ou du gaz dans la galaxie sur l'axe des Y en fonction de leur distance depuis le centre de la galaxie sur l'axe des X.
Une règle (ou loi) générale de rotation des disques de particules en rotation peut s'énoncer ainsi : les galaxies dont la distribution des masses est uniforme ont des courbes de rotation croissante du centre vers les bords. Les galaxies ayant un noyau au centre du disque (ligne B de la figure) ont une courbe de rotation plate et horizontale du centre vers les bords, alors que les systèmes dont la majeure partie de la masse est concentrée au centre de leur disque de rotation (ligne pointillée A sur la Figure), telles que le système planétaire du Soleil ou le système des lunes de Jupiter, ont une courbe de rotation décroissante du centre vers les bords.
On observe que certaines étoiles tournent autour du centre de leur galaxie à une vitesse constante dans une large gamme de distance depuis le centre de la galaxie. On peut ainsi calculer qu'elles tournent autour d'un disque de matière avec un noyau central. La plupart des galaxies à faible brillance de surface (LSB, de l'anglais Low Surface Brightness) tournent selon une courbe de rotation croissante du centre vers les bords, ce qui indique qu'elles n'ont qu'un faible noyau central. Et les étoiles tournent beaucoup plus vite que si elles se trouvaient dans un potentiel newtonien libre.
Le problème de la rotation des galaxies est la . On pense actuellement que cette différence trahit la présence de matière noire qui pénètre la galaxie et s'étend dans son halo. Une explication alternative tient dans la modification des lois de la gravité, telle que proposée par la théorie MOND (de l'anglais (MOdified Newtonian Dynamics, en français : Dynamique Newtonienne Modifiée).
En 1959, Louise Volders démontra que la galaxie spirale M33 (la galaxie du Triangle) ne tourne pas comme on s'y attendait d'après la dynamique de Kepler, résultat qui s'étendit à de nombreuses autres galaxies spirales dans les années 1970.
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