GALAXIES
GALAXIES
La voie lactée
Le ciel des belles nuits d'été est traversé d'une grande lueur. Si l'on regarde cette bande avec un petit télescope, ou même avec des jumelles, on pourra partiellement la résoudre en une multitude d'étoiles. C'est la Voie Lactée
La Voie Lactée est la trace sur le ciel du disque de notre Galaxie,
constituée de quelques 200 milliards d'étoiles, dont notre Soleil
est un représentant. La plupart de ces étoiles sont distribuées
dans un disque, le reste appartenant au renflement central, le bulbe, ou bien
au halo, immense volume presque sphérique qui entoure le disque.
Le Soleil appartient au disque, il est situé aux deux tiers de la distance
au centre. La voie Lactée est la projection de ce disque, dans les
directions perpendiculaires on ne voit que quelques étoiles, et c'est vers
le centre de la galaxie que la densité est la plus grande
(constellation du Sagittaire).
La taille de la Galaxie est gigantesque: environ 100 000 années lumière de diamètre.
Les étoiles du disque et du bulbe sont sensiblement différentes. Le Bulbe est composé d'étoiles vieilles (Population 2), alors que le disque contient aussi des étoiles jeunes (Population 1). C'est dans le disque que se forment de nouvelles étoiles.
Galaxies spirales
Notre Galaxie est en lente rotation: Il faut 200 millions d'années au Soleil pour faire un tour. Notre Galaxie a des bras spiraux, formés d'étoiles jeunes (plus bleues), qui s'enroulent depuis le centre. De très nombreuses galaxies ont des bras spiraux, enroulées de manière plus ou moins serrée. D'autre part, certaines galaxies présentent une structure alongée au centre: une barre. Ces diférentes caractéristiques, de même que l'importance relative du bulbe permettent de classer les galaxies suivant leur morphologie.
Les galaxies spirales sont riches en gas et en poussières.
Certaines sont vues de face de sorte que l'on voit facilement leurs bras
spiraux. D'autres sont vues de profil, et font ressortir le renflement du
bulbe. La poussière se présente sous la forme de bandes obsures
qui absorbent la lumière des étoiles. Par exemple, la forme
torturée de la Voie Lactée, qui semble en certaines portions
se ramifier, est ainsi due a l'absorption de la lumière des étoiles
cachées par de la poussière. Cette poussière est
transparente aux rayons Infra Rouges (IR), et les nouvelles techniques
d'observation IR permettent depuis récemment d'observer le centre
des galaxies.
Galaxies elliptiques
A l'opposé des galaxies spirales, les galaxies elliptiques ne montrent pas de structure bien définies. Elles ont des contours elliptiques très réguliers. Elles sont constituées généralement d'étoiles vieilles, donc sont plus rouges que les galaxies spirales. Leurs formes ne sont jamais très applaties (au plus un rapport d'axes 2:1). Leur forme tridimensionnelles sont des ellipsoides à deux axes, allongés ou applatis, ou éventuellement des ellipsoides à trois axes. Elles présentent de nombreuses similarités avec les bulbes de galaxies spirales. Les plus grosses galaxies sont des galaxies elliptiques (géantes). Les galaxies elliptiques normales (ou géantes) sont des objets denses; plus compacts que les galaxies spirales. Mais il existe aussi des galaxies elliptiques diffuses (que l'on appelle aussi naines) qui sont de nature très différente. Certaines sont de très petite masse, mais elles sont très nombreuses.
Galaxies irrégulières
La forme irrégulière de ces galaxies, qui contienent un importante fraction de gaz, est associée à une intense activité de formation d'étoiles. Les Nuages de Magellans, visibles à l'oeil nu depuis l'hémisphère sud, sont des exemples de galaxies irrégulières.
Galaxies actives
Certaines galaxies montrent les signes d'une gigantesque production d'energie
dans le voisinage de leur noyau. Ces galaxies sont souvent de puissants
emetteurs radio dont la structure, observée au radio télescope,
s'étend sur des millions d'années lumières sous la
forme de lobes.
Les plus puissantes de ces galaxies sont visibles à grande distance.
Ce sont les quasars (objets quasi stellaires), on ne distingue souvent que
leur noyau. Les quasars les plus distants observés reflètent
une époque à laquelle l'age de l'univers n'était
qu'un dixième de son age actuel.
La présence de trous noirs au centre de ces galaxies expliquerait leur nature. Le rayonnement serait du à la matière spiralant vers le trou noir.
Amas de galaxies
Les galaxies sont rarement isolées. Elles appartiennent à des
groupes plus ou moins nombreux, allant de quelques unités (groupes)
à des millers de galaxies (amas).
L'un des amas de galaxies les plus connus est celui de la Vierge. Un petit
télescope est suffisant pour en voir les éléments les plus
lumineux.
Le centre des amas est souvent occupé par une galaxie géantes
que l'on soupçonne d'avoir grandi en avalant celles de ces
congénères que la gravité avait conduit vers elle.
Le milieu intergalactique des grands amas est rempli par un gas chaud
(plusieurs millions de degrés) qui est observable par son emission
de rayons X.
Lorsque l'on compare la masse des amas déterminée en comptant les
galaxies avec celle que l'on déduit du mouvement des galaxies
ou de l'équilibre du gaz X, on constate un désaccord.
Seulement une petite partie de la masse est visible. Le reste, la masse
invisible, ou cachée, n'est pas encore identifié.
Les galaxies proches
Malheureusement, les habitants de l'hémisphère Nord ne peuvent
pas voir nos deux proches voisins: les Nuages de Magellan, qui sont
deux satellites de notre Galaxie.
Ils sont visibles a l'oeil nu, et leurs étoiles les plus lumineuses
le sont aux jumelles. Ces galaxies sont beaucoup plus petites
que la Voie Lactèe et sont à une distance de 200 000 années
lumière.
Dans l'hémisphère Nord on peut voir deux galaxies à l'oeil
nu (avec une bonne vue... et loin des lumières parasites des villes).
La première est la galaxie d'Andromède (M31) qui est assez
similaire à la Voie Lactée. A la distance de 2 Million
d'années lumière, c'est la grosse galaxie la plus voisine.
Andromède qui est accompagnée de deux satellites interessant:
Une galaxie elliptique compacte (M32) et une diffuse (NGC 205).
L'autre galaxie visible à l'oeil nu est M33, c'est aussi une galaxie
spirale.
Ces galaxies, avec quelques autres font partie de ce que l'on appelle le
Groupe Local.
Les galaxies en interaction
Les galaxies n'étant pas isolées, il arrive qu'elles entre en
collision. Et mêeme, leur diamètre n'étant pas
négligeable devant leur séparation moyenne, ces collisions
ne sont pas excepionnelles. Les collisions se terminent
généralement par la fusion des deux protagonistes.
Il y a deux types de collision. D'une part, les galaxies géantes
centrales d'amas se délectent d'avaler leurs petites voisines
(on parle de cannibalisme).
D'autre part il arrive aussi que deux galaxies de tailles comparables
se rencontrent.
En cas de collision, les étoiles elles mêmes ne se bousculent
pas car elles sont tellement dispersées que les deux galaxies
pourraient se traverser mutuellement sans dégats pour
les étoiles. Il y a néanmoins deux conséquences directes
aux collisions:
La formation des galaxies
Les galaxies se sont formées dans la jeunesse de l'Univers à partir de petites fluctuations de densité dont la gravité propre a permis d'échapper à l'expansion universelle. Ces hétérogénéités se sont éffondrées sur elles-mêmes, le gaz s'est refroidi en dissipant de l'energie et des étoiles se sont formées.
Histoire de l'astronomie extragalactique
L'étude des galaxies n'a réellement débutée qu'au XXième siècle. Certes, la Voie Lactée avait été remarquée depuis l'antiquité, mais ce n'est qu'en 1925-1926 que la théorie des Univers-iles triomphe grâce à E. Hubble
Les plus belles galaxies, aisemment observables au moyen d'un petit télescope ont été identifiées au XVIII ième siècle par Charles Messier.
Last revised: 24-Jan-1997, PhP
prugniel@obs.univ-lyon1.fr
