Les galaxies              

Description et histoire

Des milliards de galaxies qui sont formées d'une multitude d'étoiles, de poussières, gaz et particules diverses sont présentes dans l'univers.
Une galaxie est un vaste rassemblement d'étoiles, de nuages de gaz et de poussières. Il n'existe aucune étoiles isolées dans l'espace, elles sont toutes contenues dans des galaxies.
Par une belle nuit étoilée, à l'oeil nu, on peut apercevoir une large bande laiteuse, de faible luminosité : La Voie Lactée (pour plus d'info voir le paragraphe sur la Voie Lactée).

On peut aussi observer avec un télescope ou une lunette astronomique M 31 ou Galaxie d'Andromède.

Depuis la préhistoire, les hommes connaissait notre galaxie dans le ciel mais sans savoir ce que c'était. À l'antiquité, certains s'interrogeaient sur la signification de cette bande laiteuse. En 400 av J.C., Démocrate envisageait l'explication d'une grande concentration possible d'étoiles.
En 1610, Galilée grâce à sa lunette astronomique dirigée vers cette bande blanche fut le premier à découvrir qu'elle était composée d'une multitude d'étoiles plus ou moins lumineuses.
En 1755, Emmanuel Kant dans son traité (Histoire universelle de la nature et théorie du ciel) pense que la Voie Lactée pourait être un gigantesque corps en rotation composée de milliers d'étoiles. Il croit aussi à l'existence d'univers-îles. Il pense même que la vue qu'il a de la galaxie est en fait une tranche.
En 1771, Charles Messier établit son catalogue d'objets diffus et flous, qu'il nomme "nébuleuses". Ce catalogue appui l'idée de Kant.
En 1841, William Herchel découvre 2 types d'objets diffus et flous :les premiers se montrent comme des amas globulaires et les seconds restent des objets diffus, des possibles univers-îles.
en 1850, d'après Lord Rosse le seconds types d'objets observés par Herchel ont unes structure en spirale.
Ce n'est qu'en 1925-1926 que la théorie de l'univers-îles est confirmé par Edwin Hubble, qui prouvent qu'il y a d'autres galaxies que la Voie Lactée . Il les classe morphologiquement en 4 catégories : spirale (S), les elliptiques (E), les en spirale barrée(SB) et les irrégulières(I). 10 ans plus tard, E.Hubble ajoutera la catégorie des lenticulaires (SO).

Aujourd'hui grâce aux technologie actuelles, la découverte de nouvelle galaxie est possible.

L'origine du terme "galaxie"

Le terme "galaxie" vient du grec galaxias qui veut dire Voie Lactée ou coulée de lait. Ceci est une conséquence des anciens grecs qui y voyaient les traces de lait répandues dans le ciel du sein de la déesse Héra, femme de Zeus, quand elle allaitait le géant Héraclés.

Classification des galaxies

Les galaxies sont classées en cinq catégories par les astronomes (surtout Edwin Hubble) selon leurs formes. A part 3% des galaxies qui font parties de la catégorie des galaxies irrégulières, toutes les galaxies ont un noyau central plus ou moins aplati.
Leur formes seraient peut-être dûes à leur vitesse de rotation ou de la vitesse de formation de leurs étoiles.

Les 5 catégories sont : les dites en spirale (S), les elliptiques (E), les lenticulaires (SO), les en spirale barrée(SB) et les irrégulières(I).

Les Galaxies en spirale (S)
Ces galaxies sont en forme de spirale avec un bulbe central plus au moins gros ou aplati et des bras plus nombreux et qui peuvent être de différentes tailles.

M 33

Le bulbe (ou noyau) contient des étoiles âgées, entouré par des bras dit "spiraux" composés d'étoiles jeunes de poussières et de gaz. Ces bras spiraloïdes sont plutôt bleutés et le noyau plutôt jaunâtre (couleur due aux vieilles étoiles).
Dans cette catégorie, il existe des sous-catégories faites par rapport à l'importance des bras au noyau. Ces galaxies sont définies par la lettre S puis suivie d'une lettre de a à c qui indique l'ouverture des bras spiraloïdes.

On peut reconnaître les galaxies en observant leurs vues de face, on voit facilement leurs bras spiraux. Dans leurs vues de profil, on constate le renflement du bulbe.

M 104

Les bras d'une galaxie en spirale faits de poussières et de gaz, cela fait des bandes obscures qui occultent la lumière des étoiles au centre.
De la Terre, on peut remarquer des irrégularités dans la Voie Lactée qui montrent la présence du bras situé entre nous et le centre de la Voie Lactée

Plus la galaxie est rouge, plus elle est vieille. Ces galaxies rouges sont souvent plus massives, cela veut dire aussi qu'elles ont peu de gaz donc peu d'activité de formation stellaire.

M 81

Plus la galaxie est bleue, plus elle est jeune. Ces galaxies bleues ont beaucoup de gaz et une formation stellaire est très active.

M 31

Les galaxies les plus massives possèdent peut-être plus d'oxygène que les moins massives.
En majorité ces galaxies ont une diminution de l'oxygène en s'éloignant du centre. Le spectre devient bleu, car en effet il est constitué d'étoiles jeunes

Exemples de galaxies spirales : M 31 (Andromède), M 33,M 51, M 81 ou M 104

Les Galaxies elliptiques (E)
Par rapport aux galaxies spirales, les galaxies elliptiques n'ont pas de structure bien façonnées. Elles sont souvent comparées à une forme d'un ballon de rugby.

               
M 86                                         M 60                                         M 89  

Leurs formes ne sont jamais aplaties mais plutôt tridimensionnelles car elles présentent plusieurs points communs avec les bulbes de galaxies spirales.

     
M 110                                                   M 51                  

Elles sont constituées généralement de vieilles étoiles, qui ont consommé pratiquement tout leur gaz et sont donc plus rouge. Elles sont très lumineuses à cause du grand nombre d'étoiles présentes.

Ces galaxies contiennent peu ou pas de matière interstellaire. Ces galaxies sont définies par la lettre E puis suivie d'un chiffre de 1 à 7 qui est croissant avec le degré d'aplatissement.

Leur origine serait peut-être les résultats d'une collision entre 2 galaxies spirales.

En effet, les nuages de gaz et les nuages moléculaires se percutent, s'échauffent et donnent naissance à un grand nombre de nouvelles étoiles, ce qui a pour conséquence la particularité des elliptiques d'être très brillantes. C'est aussi pour cela qu'on montre la faible quantité de gaz et le grand nombres d'étoiles au sein de ces galaxies.

Ces galaxies sont plus denses et plus compactes que les autres galaxies et sont en général situé au centre des amas galactiques. Mais il existe aussi des galaxies elliptiques diffuses (appelé aussi "naines") qui ont nature divergente des elliptiques classiques. Elles sont de très petite masse mais en nombre très important

Exemples de galaxies elliptiques : M 32, M 60, M 85, M 86, M 87, M 88, M 89 ou M 110

Les Galaxies lenticulaires (SO)
Cette catégorie de galaxie n'était pas présente dans la classification originale d'Edwin Hubble. Cette catégorie est un rajout de son auteur (Hubble) une dizaine d'années après l'avoir publié.
Ces galaxies sont en fait des spirales sans structure spirale. Elles ont une forme intermédiaire entre les elliptiques (E7) et les spirales.
Elles possèdent ni de bras spiraux, ni de structure interne caractérisée mais elle a un bulbe au renflement important et un petit disque aplati.

Ces galaxies sont définies par les lettres SO.

Leurs formations stellaires s'étant arrêtée depuis un bon moment à cause de l'épuisement de la matière interstellaire, par conséquent, ces galaxies sont composées de vieilles étoiles.

Exemple de galaxie lenticulaire : M 84

Les Galaxies en spirales barrées (SB)
Les galaxies en spirales barrées sont des galaxies en spirales mais qui possèdent une barre centrale qui traverse le noyau de la galaxie, composées d'étoiles âgées. Aux extrémités de cette barre partent des bras du type spirale (voir paragraphe galaxie en spirale) riches en étoiles jeunes.

               
M 83                                                M 58                                                         La Voie Lactée         

Ces galaxies sont définies par la lettre SB puis suivie d'une lettre de a à c qui indique l'ouverture des bras.

Hormis cette particularité (la barre), ces galaxies restent semblables aux galaxies spirales classiques.

Exemples de galaxies lenticulaires : M 58, M 83, M 95, M 96, la Voie Lactée.

Les Galaxies irrégulières (I)
La forme irrégulière de ces galaxies qui contiennent beaucoup de gaz est associé à une intense activité de formation d'étoiles. Ces ensembles d'étoiles sans forme distincte ne rentrent dans aucune catégorie. Ce type de galaxies est le plus rare car elles sont les moins massives de toutes les galaxie de l'univers.
Leur forme irrégulière sont peut-être du à sa petite quantité de matière qui ne peut condensée convenablement, empêchant la rotation d'un disque de matière autour d'un centre gravitationnel et la formation des bras.

Ces galaxies sont définies par la lettre I.

Les Nuages de Magellan, visible à l'oeil nu depuis l'hémisphère sud, sont des exemples de galaxies irrégulières.

    
Grand nuage de Magellan                                          Petit nuage de Magellan

Exemples de galaxies irrégulières : M 82, Le grand et petit nuage de Magellan

La Voie Lactée

Nous, le Terre, le Soleil et ses autres planètes sommes contenus dans la galaxie nommé La Voie Lactée. Malgré que l'on soit situé sur un bras en périphérie de la Voie Lactée.

Notre galaxie est la large bande branche qui traverse le ciel.

L'origine de son nom
Son origine est du à la vision que l'homme a de cette galaxie de la Terre. Notre galaxie apparaît de la Terre comme une traînée blanche qui rappelle le lait et le mot "voie" vient de son étendue dans notre ciel.

Cette galaxie est constitué d'une centaine de milliards d'étoiles mais ce nombre n'est qu'une estimation car nous sommes incapable pour l'instant déterminer le nombre d'étoiles précisément.
La Voie Lactée appartient au type de galaxies en spirales, elle est formée de 4 bras principaux (qui partent du bulbe en faisant une barre mais qui se ramifie) et d'un bulbe centrale. Les étoiles de ses bras sont jeunes, chaudes et brillantes; celles du noyau sont plus vieilles et moins lumineuses. Mais récemment les astronomes ont découvert que la Voie Lactée n'était pas en spirale mais en spirale barrée.

Elle est si vaste que la lumière met 100 000 ans à la traverser. D'une autre manière un faisceau devra parcourir une distance de 1 milliard de milliards de km; pour la traverser dans le sens de l'épaisseur, la traversée sera de 2 000 ans pour 20 millions de milliards de km.
Le Soleil et les étoiles voisine font un tour dans la Voie Lactée en 250 millions d'années.

Notre galaxie est née il y a environ 12 milliards d'années.

On la voit dans le ciel juste comme une large bande laiteuse, pourtant, elle nous englobe.

Comme dit précédemment la Voie Lactée a 4 bras, nous sommes dans le bras Sagittaire-Carène; à gauche, il y a le bras de Persée; à droite, le bras d'Écu-Croix et à l'opposé de notre bras, derrière notre vision du noyau, il y a le bras de la règle.

Cette spirale fait un tour sur elle-même en 240 millions d'années. Depuis la naissance du Soleil, il aurait déjà fait une vingtaine de tours.

Vision de notre galaxie

Cette image de notre galaxie n'avait jamais été vue auparavant, nous montre la Voie Lactée sur sa tranche avec le pôle galactique Nord en haut. Cette image est assemblage de photos de différentes ondes près de l'infrarouge.

Des galaxies actives

Certaines galaxies montrent émettent d'énormes quantités d'énergie dans le voisinage de leur noyau. Ces énormes quantités d'énergie sont de puissants rayonnement radio ou X.
Cette énergie pourrait provenir des quasars, ou de lobe radiogalaxie.

Cette radiogalaxie est un intense rayonnement , détectable par les radiotélescope. Ce rayonnement provient surtout de lobes jumeaux situés de chaque coté du centre.

La présence de trous noirs au centre de ces galaxies expliquerait aussi peut-être leur nature. Ce rayonnement serait du à la matière spiralant vers les trous noir.

Tous les galaxies actives possèdent en leur centre des objets quasi stellaires ( l'ensemble des quasars, radiosources ou non)

Exemples d'une galaxie active : La Voie lactée qui trouve en son coeur le quasar Centurus A, qui située à 16 millions d'a.l. de la Terre.

Les Radiogalaxies.

Ce sont des galaxies actives avec des rayonnements pas obligatoirement brillants mais qu'ils émettent des rayonnements radio très puissant. La plupart de ces radiogalaxie les plus fortes sont des galaxies elliptiques. Et, de plus, des jets d'énergie puissant qui viennent des noyaux actif vers l'extérieur de ces galaxies.

Les galaxies de Seyfert

Carl Seyfert , en 1943, détermina une nouvelle classe de galaxies, composées de noyau actif.

Elles sont caractérisé par un noyau très compact et brillant, dont le spectre a des raie en émission nombreuses et larges.
Serfert établit tout d'abord une première liste d'environ 12 objets.
Ces travaux passa inaperçu jusqu'à que les astronomes fit le lien entre les quasars et les galaxies de Seyfert.
En 1973, les astronomes différencia 2 classes parmi les galaxie de Seyfert:
 - Les galaxies Seyfert 1 :

Ces galaxie ont toutes les caractéristique des quasars mais ces noyaux sont moins brillant que les quasars.
Parmi les galaxie Seyfert 1, 2 % possèdent un quasar.

 - Les galaxies Seyfert 2 :

Leur spectre est semblable à celui des quasars, mais il n'y a pas de noyau optique compact et variable observable.
La principale différence avec les galaxie Seyfert 1 est que les astronomes ne détectent pas de rayonnement X.
Les astronomes estiment que 3 % des galaxies proches ont un noyau de galaxie Seyfert 2.