Toute la matière du cosmos est regroupée en galaxies. L’Univers possède ainsi plusieurs milliards de galaxies qui tournent sur elles-mêmes. Notre galaxie, la Voie Lactée, regroupe le Soleil et toutes les étoiles visibles à l’œil nu depuis la Terre.
QUELLE EST LA COMPOSITION D’UNE GALAXIE ?
Les galaxies sont des régions de l’Univers où se trouvent plusieurs milliards de corps célestes : des étoiles, des planètes, des comètes, des astéroïdes, des gaz (hydrogène, azote, etc.), des poussières interstellaires, etc. L’ensemble de ces corps tourne autour du centre de leur galaxie en plusieurs centaines de millions d’années. Mais la plus grande partie de la galaxie est constituée de matière si peu lumineuse qu’elle n’est tout simplement pas visible : cette matière est d’ailleurs appelée matière noire (ou matière sombre).
QUELS SONT LES TYPES DE GALAXIE ?
Les galaxies sont classées en trois catégories :
– les galaxies elliptiques, qui se forment à partir d’un grand nombre d’étoiles, avec un noyau dense et brillant ; elles contiennent peu d’étoiles jeunes, mais beaucoup de vieilles étoiles, de gaz et de poussières ;
– les galaxies spirales, qui sont des disques aplatis avec de longs bras en forme de spirale (comme la Voie lactée) ; elles contiennent beaucoup d’étoiles jeunes (brillantes), de gaz et de poussières, mais peu de vieilles étoiles ; les étoiles se déplacent sur des orbites circulaires avec une vitesse qui augmente avec la distance au centre de la galaxie : par exemple, le Soleil tourne à une vitesse de 250 km/s à une distance de 27 000 années-lumière par rapport au centre de la galaxie ;
– les galaxies irrégulières, qui sont composées de nombreuses étoiles jeunes et d’une grande quantité de matière interstellaire ; ces galaxies sont situées près des grandes galaxies, qui les perturbent et modifient leur aspect.
OÙ SE SITUENT LES GALAXIES DANS L’UNIVERS ?
Les galaxies ne sont pas isolées dans l’Univers : elles appartiennent à de petits groupes de galaxies appelés amas de galaxies. Par exemple, notre galaxie (la Voie lactée) fait partie d’un amas appelé le Groupe local, qui regroupe une trentaine d’autres galaxies. L’amas galactique le plus proche du Groupe local est l’amas de la Vierge.
Les amas de galaxies ne sont pas uniformément répartis dans l’Univers, mais disposés en longues bandes (ou filaments) autour de grands vides : autrement dit, les amas de galaxies se regroupent pour former des structures encore plus grandes, appelées les superamas de galaxies.
COMMENT OBSERVER ET ÉTUDIER LES GALAXIES ?
Il est difficile d’étudier les galaxies car elles sont très éloignées de la Terre. Par exemple, la galaxie d’Andromède est la seule galaxie observable à l’œil nu depuis la Terre. Par conséquent, les astronomes étudient les différents rayonnements (le spectre électromagnétique) émis par la galaxie à l’aide de grands télescopes spécifiques à chaque type de rayonnement. Ils peuvent ainsi déterminer la composition et les mouvements des étoiles individuelles (domaine des ondes radio), les caractéristiques des poussières chaudes du noyau (rayonnement infrarouge), les halos galactiques (rayons X), l’évolution des jeunes étoiles (rayonnement ultraviolet), ou la formation des trous noirs (rayons X). L’observation de notre galaxie (la Voie lactée) permet d’obtenir de précieuses informations sur le « fonctionnement » d’une galaxie.
QUELLES SONT LES GRANDES ÉTAPES DE L’OBSERVATION DES GALAXIES ?
La première description d’une galaxie (celle d’Andromède) est faite par l’astronome perse Al-Sufi en 905. En 1780, l’astronome français Charles Messier publie un catalogue des 32 premières galaxies, dont la galaxie d’Andromède (M31). Au xixe siècle, des milliers de galaxies sont identifiées par William Herschel, sa sœur Caroline et son fils John. L’astronome américain Edwin Hubble observe enfin en 1928 que les galaxies s’éloignent les unes des autres dans l’Univers. Cependant, les scientifiques ne savent pas actuellement si l’expansion de l’Univers (et donc l’éloignement des galaxies) se poursuivra dans le futur
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