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Les

galaxies

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    Une galaxie, c'est un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières dont la cohésion est assurée par la gravitation. On pense qu'elle sont faites essentiellement de matière noire, contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.
    Les galaxies présentent une grande diversité de taille (entre 2.000 et 500.000 années-lumière de diamètre) et de forme. Le rayonnement provenant des galaxies permet de répartir ces dernières en galaxies normales et galaxies actives, parmi lesquelles se trouvent les quasars. Les regroupements de galaxies que l'on observe dans  l'univers sont appelés amas et superamas.
    La Voie lactée, la galaxie dans laquelle se trouve le Système solaire donc notre planète Terre, compte quelques centaines de milliards d'étoiles et a une extension de l'ordre de 80 000 années-lumière. Elle possède deux petites galaxies satellites (le grand et le petit Nuages de Magellan) situées respectivement à environ 150.000 et 200.000 années-lumière. La grande galaxie la plus proche de la Voie lactée, Andromède (également identifiée sous les numéros M31 et NGC 224), est située à 2,55 millions d'années-lumière.
    La plupart des galaxies typiques comportent un nombre similaire d'astres à notre Voie lactée, mais il existe aussi des galaxies naines comptant à peu près une dizaine de milliards d'étoiles, et des galaxies géantes comptant plusieurs milliers de milliards d'étoiles.
     Sur la base de ces chiffres et de la taille de l'univers observable, on estime que celui-ci compte quelques centaines de milliards de galaxies de masses significatives. La population de galaxies naines est cependant très difficile à déterminer, du fait de leur masse et de leur luminosité très faibles.
     L'Univers dont l'extension réelle est inconnue pourrait contenir jusqu'à 2 000 milliards de galaxies, mais cela ne pourra être confirmé qu'avec les observations des futurs télescopes.
les galaxies, c'est quoi tonton ?

Les différents types de galaxies

    Les galaxies elliptiques

Les galaxies elliptiques présentent une forme sphérique ou ovale sans structure interne et de brillance à peu près uniforme. Les étoiles en leur sein vont et viennent dans tous les sens de façon désordonnée. Si elles n’étaient pas en mouvement, elles finiraient par tomber vers le centre de la galaxie et celle-ci s’effondrerait sous sa propre gravité, mais du fait de leur mouvement, les étoiles sont soumises à une force centrifuge qui les empêche de tomber vers le centre.















    Les galaxies spirales

Les galaxies spirales sont plus complexes. Elles sont essentiellement constituées de deux éléments : un noyau sphérique entouré d’un disque de matière dans lequel apparaît une structure spirale. Il y a une grande diversité de forme, depuis un noyau énorme entouré de petits bras spiraux jusqu’à un noyau minuscule avec des bras très longs.

Cette classe de galaxies se subdivise en deux groupes : les spirales normales, dans lesquelles les bras se développent directement à partir du noyau, et les spirales barrées qui présentent une grande barre centrale dont les extrémités sont le point de départ des bras (c’est le cas de notre Galaxie).

Les galaxies spirales représentent environ les trois-quarts des galaxies répertoriées dans la classification de Hubble. Leur structure est plus complexe que celle des galaxies elliptiques.











Une galaxie spirale barrée est une galaxie spirale dont les bras spiraux n'émergent pas du centre de la galaxie, mais d'une barre constituée d'étoiles traversant ce centre. Dans la classification de Hubble, elles sont désignées d'un SB.

Notre propre galaxie, la Voie lactée, est une grande galaxie spirale barrée.







         


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qu'une galaxie ?

Sur cette image du télescope spatial Hubble, on voit la galaxie spirale barrée NGC 1300. Les deux tiers des galaxies spirales sont des galaxies spirales barrées. NGC 1300 est située à environ 18,7 Mpc (environ 61 millions d'années-lumière) de la Terre dans la constellation de l'Éridan. Elle a été découverte par John Herschel en 1835. © Nasa

L’observation des nébuleuses

Grâce aux progrès constants dans les moyens d’observation du ciel, les astronomes du XVIIIe siècle se rendirent compte qu’il existait de nombreux objets diffus qu’ils baptisèrent du nom de nébuleuse. A cette époque, l’astronome français Charles Messier établit une liste d’une centaine de ces objets. Il leur donna les noms bien connus de nos jour comme par exemple M31 pour la galaxie d’Andromède.

Au XIXe siècle, William Herschel et son fils établirent une liste de plus de 5000 objets qui devint plus tard le fameux Nouveau Catalogue Général, dans lequel la même galaxie d’Andromède se nomme NGC 224.

Nous savons de nos jours que ces nébuleuses ne sont pas toutes des objets de même nature. On trouve ainsi de simples amas d’étoiles ou bien des nuages de gaz, mais aussi des objets extérieurs à la Galaxie. Ce sont ces derniers qui posèrent le plus de difficultés aux astronomes et qui nous intéressent ici.

Le philosophe allemand Emmanuel Kant, qui fut l’un des premiers à réaliser la véritable nature de la Voie lactée, avança en 1755 que ces nébuleuses étranges étaient d’énormes regroupements d’étoiles, de nature semblable à la Galaxie et situés bien au-delà des limites de cette dernière. Il les appela des univers-îles.

En 1845, Lord Rosse commença l’étude de ces nébuleuses à l’aide du télescope de 1,80 mètre qu’il venait juste d’achever en Irlande. Il fut alors en mesure d’observer dans certaines d’entre elles une structure spirale très nette et en déduisit que ces objets étaient des systèmes d’étoiles à part entière, distincts de la Voie lactée.













En 2011, le télescope spatial pointe vers l’étoile V1 dans la galaxie d’Andromède, la première céphéide dont Edwin Hubble fut en mesure de déterminer la distance en 1923. Crédit : NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA

Les différents types de galaxies

Les galaxies sont classées de différentes sortes : nom, forme, date de découverte, masse, et densité.

Je te propose, mon ami(e), de considérer ici la classification la plus courante, celle de la forme.   

    Les galaxies elliptiques

Les galaxies elliptiques présentent une forme sphérique ou ovale sans structure interne et de brillance à peu près uniforme. Les étoiles en leur sein vont et viennent dans tous les sens de façon désordonnée. Si elles n’étaient pas en mouvement, elles finiraient par tomber vers le centre de la galaxie et celle-ci s’effondrerait sous sa propre gravité, mais du fait de leur mouvement, les étoiles sont soumises à une force centrifuge qui les empêche de tomber vers le centre.

Les galaxies elliptiques sont principalement composées d’étoiles vieilles et rouges et sont plus ou moins dépourvues d’astres jeunes et massifs. Elles ne contiennent qu’une très faible quantité de gaz et de poussières et le milieu interstellaire est donc pratiquement inexistant. Ces deux faits sont liés puisque le gaz est l’ingrédient nécessaire à la formation d’étoiles. S’il est absent, aucune étoile nouvelle ne peut se former et toutes les étoiles présentes se sont donc formées à une époque où le gaz interstellaire était encore disponible. Ce sont nécessairement des astres à durée de vie très longue, donc peu massifs et rouges.

La galaxie elliptique NGC 1132 à 300 millions d’années-lumière de nous photographiée par le télescope spatial Hubble.

    Les galaxies spirales

Les galaxies spirales sont plus complexes. Elles sont essentiellement constituées de deux éléments : un noyau sphérique entouré d’un disque de matière dans lequel apparaît une structure spirale. Il y a une grande diversité de forme, depuis un noyau énorme entouré de petits bras spiraux jusqu’à un noyau minuscule avec des bras très longs.

Cette classe de galaxies se subdivise encore en deux groupes : les spirales normales, dans lesquelles les bras se développent directement à partir du noyau, et les spirales barrées qui présentent une grande barre centrale dont les extrémités sont le point de départ des bras (c’est le cas de notre Galaxie).

Les galaxies spirales représentent environ les trois-quarts des galaxies répertoriées dans la classification de Hubble. Leur structure est plus complexe que celle des galaxies elliptiques.

D'un point de vue morphologique, elles se composent d'un bulbe qui définit leur région centrale, et qui ressemble à une petite galaxie elliptique. Ce bulbe est prolongé par un disque très plat, étalé sur leur plan équatorial, et dans lequel se développent dans deux directions opposées à partir du bulbe deux bras spiraux (ou davantage), et dans certains cas une barre, qui est une structure linéaire analogue aux bras spiraux, et qui joint ceux-ci au bulbe. Ces deux morphologies définissant les galaxies spirales ordinaires (S) et les galaxies spirales barrées (SB). Enfin, cet ensemble est immergé dans un sphéroïde, aussi appelé halo, et où les étoiles sont très dispersées, ou, au contraire, très concentrées dans des amas globulaires.

La composition des galaxies spirales est également assez différente de celle des galaxies elliptiques. Le bulbe (sauf dans sa partie la plus centrale, le noyau) et le halo renferment des étoiles de population II, c'est-à-dire âgées, chimiquement déficitaires en éléments lourds. Le disque et le noyau, au contraire sont peuplés d'étoiles de population I, jeunes et chimiquement riches.


























Une galaxie spirale barrée est une galaxie spirale dont les bras spiraux n'émergent pas du centre de la galaxie, mais d'une barre constituée d'étoiles traversant ce centre. Dans la classification de Hubble, elles sont désignées d'un SB. On pense que les barres sont des structures temporaires qui peuvent survenir à la suite d'un rayonnement de densité du cœur vers l'extérieur, ou à la suite d'une interaction avec une autre galaxie faisant intervenir la force de marée. De nombreuses galaxies spirales barrées sont actives, cela est peut-être du gaz canalisé le long des bras.

Notre propre galaxie, la Voie lactée, est une grande galaxie spirale barrée. Elle contient approximativement 2×1011 étoiles et a une masse totale d'environ 6×1011 masses solaires.

La galaxie elliptique NGC 1132 à 300 millions d’années-lumière de nous photographiée par le télescope spatial Hubble.

La galaxie spirale normale (S) avec ses jeunes étoiles bleues et les régions HII qui tracent les contours des ondes de densité, photographiée par le télescope spatial Hubble.

La galaxie spirale normale (S) avec ses jeunes étoiles bleues et les régions HII qui tracent les contours des ondes de densité, photographiée par le télescope spatial Hubble.

M51, la Galaxie du Tourbillon, un exemple typique de galaxie spirale..

Sur cette image du télescope spatial Hubble, on voit la galaxie spirale barrée NGC 1300. Les deux tiers des galaxies spirales sont des galaxies spirales barrées. NGC 1300 est située à environ 18,7 Mpc (environ 61 millions d'années-lumière) de la Terre dans la constellation de l'Éridan. Elle a été découverte par John Herschel en 1835. © Nasa

Sur cette image du télescope spatial Hubble, on voit la galaxie spirale barrée NGC 1300. Les deux tiers des galaxies spirales sont des galaxies spirales barrées.

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