Une galaxie est une énorme collection d'étoiles, d'amas d'étoiles, de gaz et de poussières interstellaires et de matière noire qui sont tous maintenus ensemble par la gravité. Le mot «galaxie» est dérivé du mot grec «galaxias» qui signifie «laiteux», c'est une référence à notre propre galaxie la Voie lactée.
Les galaxies apparaissent dans le ciel sous la forme d'énormes nuages de lumière de plusieurs milliers d'années-lumière. Il y a potentiellement plus de 170 milliards de galaxies dans l'univers observable. Certaines, appelées galaxies naines, sont très petites avec environ 10 millions d'étoiles, tandis que d'autres sont énormes contenant environ 100 billions d'étoiles. La gravité lie les étoiles entre elles, de sorte qu'elles ne se promènent pas librement dans l'espace. La lumière que nous voyons de chacune de ces galaxies provient des étoiles à l'intérieur.
Nous vivons sur une planète appelée Terre qui fait partie de notre système solaire. Notre propre système solaire est situé dans une galaxie. Notre Soleil n'est que l'une des 100 milliards d'étoiles d'une galaxie appelée la Voie lactée. Toutes les étoiles que nous voyons dans le ciel nocturne font partie de la Voie lactée. Et tout comme notre système solaire, notre galaxie est en mouvement. Les étoiles de la Voie lactée tournent autour du noyau central. La Voie lactée elle-même bouge également. En fait, toutes les galaxies de l'univers semblent s'éloigner les unes des autres à des vitesses énormes.
Les galaxies sont étiquetées en fonction de leur forme. Certaines galaxies sont appelées «spirales» parce qu'elles ressemblent à des moulins à vent géants dans le ciel. La galaxie dans laquelle nous vivons, la Voie lactée, est une galaxie spirale. Certaines galaxies sont appelées «elliptiques» car elles ressemblent à des boules plates. Une galaxie peut être qualifiée d '«irrégulière» si elle n'a pas vraiment de forme.
Schéma de classification de Hubble
Chaque galaxie se voit attribuer une lettre - E = elliptique, S = spirale, Irr = irrégulière
Examinons les caractéristiques de quatre groupes principaux de galaxies:
1. Galaxie spirale
On pense que les galaxies spirales sont plus jeunes que les galaxies elliptiques, car les galaxies spirales brûlent à travers leur gaz et la formation d'étoiles de poussière ralentit, elles perdent leur forme spirale et évoluent lentement en galaxies elliptiques.
Les galaxies S0 sont également connues sous le nom de galaxies lenticulaires.
2. Galaxie spirale barrée
3. Galaxie elliptique
4. Galaxie irrégulière
5. Galaxie Starburst
Formation et évolution des galaxies
Il existe deux théories principales pour expliquer comment les premières galaxies se sont formées.
On dit que les galaxies sont nées lorsque de vastes nuages de gaz et de poussière se sont effondrés sous leur propre attraction gravitationnelle, permettant aux étoiles de se former.
L'autre dit que le jeune univers contenait de nombreux petits "morceaux" de matière, qui s'agglutinaient pour former des galaxies. Le télescope spatial Hubble a photographié de nombreux morceaux de ce type, qui pourraient être les précurseurs des galaxies modernes. Selon cette théorie, la plupart des premières grandes galaxies étaient des spirales. Mais au fil du temps, de nombreuses spirales ont fusionné pour former des elliptiques.
Le processus de formation de la galaxie ne s'est pas arrêté. Notre univers continue d'évoluer. Les petites galaxies sont souvent englouties par les plus grandes. La Voie lactée peut contenir les restes de plusieurs galaxies plus petites qu'elle a avalées au cours de sa longue durée de vie. La Voie lactée digère encore au moins deux petites galaxies et pourrait en attirer d'autres au cours des prochains milliards d'années.
Lorsque deux ou plusieurs galaxies sont suffisamment proches les unes des autres, les forces gravitationnelles tireront les galaxies l'une vers l'autre. Cette attraction gravitationnelle augmente au fur et à mesure que les galaxies se rapprochent. Les galaxies peuvent se croiser ou se heurter.
Les galaxies des antennes sont un exemple de deux spirales en cours de collision. Nous ne verrons pas le résultat final de notre vivant car ce processus prend des centaines de millions d'années.
Parfois, des galaxies plus petites plongent dans de plus grandes galaxies. Ce type de collision produit un effet d'entraînement, comme une pierre jetée dans un étang. La galaxie Cartwheel est un exemple de ce type de collision. L'anneau extérieur d'étoiles bleues de cette galaxie indique une ondulation de la formation d'étoiles résultant de la collision.
La Voie lactée et Andromède sont des exemples de deux galaxies spirales qui pourraient éventuellement entrer en collision (environ 5 milliards d'années dans le futur).
Les fusions de galaxies peuvent durer de quelques centaines de millions à quelques milliards d'années. Ils peuvent déclencher des éclats intenses de formation de nouvelles étoiles et même créer de gigantesques trous noirs.
La Voie lactée est notre galaxie d'origine dans l'univers. Notre système solaire - qui comprend le soleil, la Terre et sept autres planètes - fait partie de cette galaxie, appelée la Voie lactée. La Voie lactée contient des centaines de milliards d'étoiles comme notre soleil. Toutes les étoiles et planètes que vous pouvez voir font partie de la galaxie de la Voie lactée. Notre voisin le plus proche est Proxima Centauri. Il est à environ 4,2 années-lumière de la Terre. La Terre est située à peu près à mi-chemin entre le centre de la Voie lactée et son bord extérieur.
Le centre de rotation de la Voie Lactée est connu sous le nom de Centre Galactique et il est situé à environ 26 000 années-lumière de la Terre en direction des constellations Sagittaire, Ophiuchus et Scorpius.
La Voie lactée est un groupe d'environ 50 galaxies appelé le groupe local. Les galaxies les plus grandes et les plus massives du groupe local sont la Voie lactée, Andromède et la galaxie du triangle. Chacune de ces galaxies est entourée d'une collection de galaxies satellites.
La galaxie d'Andromède est la galaxie la plus proche de la Voie lactée et se trouve à environ 2 millions d'années-lumière. La Voie lactée devrait entrer en collision avec la galaxie d'Andromède dans environ 5 milliards d'années.
Parties de la voie lactée
1. Disque galactique - La plupart des plus de 200 milliards d'étoiles de la Voie lactée se trouvent ici. Le disque galactique se compose des parties suivantes:
2. Amas globulaires - Quelques centaines d'entre eux sont dispersés au-dessus et au-dessous du disque. Les étoiles ici sont beaucoup plus anciennes que celles du disque galactique.
3. Halo - Une grande région sombre qui entoure toute la galaxie. Il est composé de gaz chauds et éventuellement de matière noire. La majeure partie de la masse de la galaxie se trouve dans les parties extérieures de la galaxie (comme le halo), où il y a peu de lumière émise par les étoiles ou les gaz.
Le Grand Nuage de Magellan (LMC) est une galaxie naine satellite de la Voie lactée qui fait partie des galaxies les plus proches de la Terre. Il est à une distance d'environ 163 000 années-lumière de la Terre. Avec sa galaxie naine compagne, le petit nuage de Magellan, le LMC est visible sous la forme d'un léger nuage dans le ciel de l'hémisphère sud. Il se trouve à la frontière des constellations Dorado et Mensa. La Voie lactée consomme du gaz qui s'écoule des nuages de Magellan. Finalement, ces deux galaxies plus petites pourraient entrer en collision avec la Voie lactée. Le LMC et le SMC ont tous deux des régions de formation d'étoiles, et le LMC a été le site de la spectaculaire explosion de supernova en 1987.
La galaxie d'Andromède est la plus grande galaxie la plus proche de la Voie lactée. Cette galaxie porte le nom de la constellation d'Andromède. Il est également connu sous le nom de Messier 31 ou M31. Cette galaxie spirale est située à une distance de 2,5 millions d'années-lumière de notre galaxie. C'est la plus grande du groupe local ou de l'amas local, mais pas la plus grande galaxie dans son ensemble.
On pense que cette galaxie s'est formée il y a entre 5 et 9 milliards d'années lorsque deux galaxies plus petites ont été heurtées et fusionnées.
Les astronomes utilisent cette galaxie pour comprendre l'origine d'autres galaxies de ce type, car elle est la plus proche de notre planète. C'est l'objet le plus éloigné qui puisse être repéré à l'œil nu.
La galaxie d'Andromède était autrefois classée comme une nébuleuse. Il possède diverses galaxies satellites dont 14 galaxies naines. La longueur de cette galaxie est d'environ 260 000 années-lumière.
La galaxie d'Andromède s'approche de nous à une vitesse de 100 à 140 kilomètres par seconde. La galaxie d'Andromède et la Voie lactée se rapprochent de plus en plus au fil du temps. Les astronomes pensent que ces deux galaxies seront fusionnées dans environ 5 milliards d'années.
Effet Doppler et décalage vers le rouge
L'effet Doppler est le changement apparent de fréquence ou de longueur d'onde d'une onde perçue par un observateur se déplaçant par rapport à la source des ondes.
L'approche des sources de lumière pour montrer un décalage vers le bleu et les sources de lumière qui s'éloignent montrent un décalage vers le rouge.
Lorsque les étoiles s'éloignent d'autres étoiles ou objets lors de l'accélération, il s'agit d'un décalage vers le rouge.
Lorsqu'une étoile se déplace vers la Terre, ses longueurs d'onde de lumière sont comprimées. Cela provoque le déplacement des lignes sombres du spectre vers l'extrémité bleu-violet du spectre. Cela signifie que la source de lumière astronomique (étoile ou galaxie) s'approche de la Terre.
Hubble a utilisé l'effet Doppler pour la lumière pour mesurer la vitesse à laquelle les étoiles et les galaxies s'approchent ou s'éloignent de nous. Il a découvert que toutes les galaxies au-delà du groupe local montrent un décalage vers le rouge dans leurs spectres, cela signifie qu'elles doivent s'éloigner de la Terre. Si toutes les galaxies en dehors du groupe local s'éloignent de la Terre, alors l'univers entier doit être en expansion.
Loi de Hubble
La loi de Hubble est l'affirmation en astronomie selon laquelle les galaxies s'éloignent les unes des autres et que la vitesse à laquelle elles reculent est proportionnelle à leur distance. Il conduit à l'image d'un univers en expansion et en extrapolant dans le temps, à la théorie du Big Bang.
La théorie du Big Bang
La théorie principale sur la formation de l'univers s'appelle la théorie du big bang. Selon cette théorie, il y a environ 13,7 milliards d'années, l'univers a commencé par une énorme explosion. L'univers entier a commencé à s'étendre partout en même temps.
