Résumé
La majorité des galaxies spirales (les deux tiers) sont barrées. Les barres sont l’un des moteurs pour la formation d’ondes de densité spirales cohérentes, avec les interactions de galaxies. Le comportement des galaxies barrées peut se comprendre en considérant les familles d’orbites des étoiles, qui se concentrent autour des orbites périodiques. Au centre des galaxies, les orbites sont parallèles à la barre, ce sont les orbites x1. Puis, à chaque résonance, ces orbites tournent de 90°, et sont donc perpendiculaires à la barre à l’extérieur de la corotation. Comme la barre n’est pas soutenue par les orbites stellaires, elle s’arrête à la corotation, comme confirmé par les simulations numériques. Ce phénomène permet d’estimer la vitesse de rotation des ondes barrées, qui ne peut pas se mesurer directement. S’il existe deux résonances internes de Lindblad (ILR), les orbites stellaires seront alors perpendiculaires à la barre entre les deux ILR. Il s’agit d’un phénomène d’autorégulation des barres : avec le temps la barre piège de plus en plus d’étoiles, et s’étend en rayon. Sa vitesse moyenne décroît, elle ralentit, car la vitesse de précession des orbites décroît avec le rayon. Une barre plus lente commence à créer une ILR, puis deux. Ainsi la barre va elle-même stopper sa croissance, en permettant à des orbites de s’orienter dans la direction perpendiculaire. La barre primaire ainsi fragilisée va voir une barre secondaire, plus petite et plus rapide, se découpler au centre. Souvent, les deux barres s’échangent de l’énergie, en interagissant de façon non linéaire à une résonance commune. Cela peut être la corotation de la barre nucléaire, qui correspond à l’ILR de la barre primaire.
Les simulations numériques ont accru notre connaissance des phénomènes de barres et spirales dans les galaxies à disque : nous avons notamment appris que les résonances de Lindblad se produisent aussi dans la direction perpendiculaire au plan. Il se forme alors comme une cacahuète, qui forme un pseudo-bulbe de galaxies, très reconnaissable dans les galaxies barrées vues par la tranche. Il se forme aussi des anneaux de formation stellaire aux résonances, et les barres sont un moyen d’amener le gaz au centre et d’alimenter les trous noirs.
