Galaxies et voie lactée

Une galaxie est une assemblée d'étoiles, de matière interstellaire et probablement de grandes quantités de matière sombre, dont la cohésion est assurée par les forces de gravitation.
La masse d'une galaxie est d'un ordre de grandeur supérieur à cent millions de masses solaires.
Les Galaxies interagissent avec leurs voisines et ces interactions modifient leur forme. Deux galaxies peuvent parfois fusionner.
Les galaxies sont de trois types : elliptiques, spirales, irrégulières.
Comme les étoiles, qui sont regroupées en galaxies, la plupart des galaxies sont aussi gravitationnellement liées entre elles. La structure contenant jusqu'à une cinquantaine de galaxies est appelée groupe de galaxies.
La structure contenant plusieurs milliers de galaxies groupées dans un secteur de quelques mégaparsecs est un amas de galaxies.
Les groupes et amas de galaxies sont eux-mêmes regroupés en superamas, des collections géantes contenant des dizaines de milliers de galaxies.
À très grande échelle, la distribution des amas de galaxies n'est pas uniforme, mais organisée en plaques ou en filaments.

Le télescope spatial Hubble envoie régulièrement des images qui nous montrent toute la diversité des galaxies.
La voie lactée ou Galaxie avec un G majuscule, est aussi le nom donnée à notre galaxie, c’est une énorme roue spirale d'étoiles, d'un diamètre approximatif de 100 000 années-lumière.
Ce qui apparaît de la Terre, c'est une bande blanche continue de la Voie Lactée. Cette galaxie est en réalité composée de trois bras spiraux (Le bras Sagittarius, le bras d'Orion et le bras Perseus).
La masse de notre Galaxie est de 2x10⁴¹ kg ou 10¹¹ masses solaires.
De nombreux indices suggèrent que le centre de nombreuses galaxies est occupé par un trou noir.
Le Grand et le Petit Nuage de Magellan sont des galaxies voisines de la nôtre, visibles aux latitudes australes. Elles sont avec la Voie Lactée et Andromède, les seules galaxies visibles à l'œil nu.

Notre Galaxie est de type spirale tout comme la galaxie M83 (NGC 5236), sur l'image ci-contre.

Les galaxies vivent au milieu d'autres galaxies et interagissent avec leur environnement, surtout là où la densité de galaxies est très élevée, au cœur des amas on peut trouver 1 000 à 10 000 galaxies dans un cube de quelques millions d'années-lumière de côté.
Dans notre groupe local, il n'y a que 10 galaxies dans un cube de même taille.
Les galaxies se déplacent dans l'amas à une vitesse de l'ordre de 1000 km/s.
Dans une telle circulation, les risques de collision sont assez élevés (une tous les 100 millions à 1 milliard d'années).
Ces collisions peuvent n'être que des accrochages, où les éraflures se limitent à une perte d'étoiles extérieures, arrachées de leur galaxie, elles forment alors une mer d'étoiles intergalactiques. Ce tas, 1 milliard d'années plus tard prendra la forme d'une galaxie elliptique.

De temps en temps, la collision a lieu de plein fouet, les galaxies fusionnent et la nouvelle galaxie plus massive devient plus lumineuse, comme dans l'image ci-contre.
Si la collision a lieu entre deux galaxies spirales, le disque de l'une d'elle peut se percer, devenant alors une galaxie en forme d'anneau. Ce trou ne durera pas, les étoiles de la bordure finiront par le remplir en moins d'un milliard d'années et la galaxie deviendra elliptique.
Il existe quelques galaxies elliptiques géantes au cœur des amas, elles sont 10 fois plus grosses et plus brillantes que leurs voisines.
Leur masse exerce une telle force gravitationnelle, que les galaxies passant à proximité sont englouties. La galaxie géante devient alors, encore plus massive et plus attractive. Une galaxie géante avale une galaxie tous les milliards d'années environ.

catégorie : galaxies

Le Grand Nuage de Magellan (Large Magellanic Cloud ou LMC), est la plus grande des galaxies satellites de notre propre galaxie, la Voie lactée.
C’est une galaxie naine irrégulière à l'apparence chaotique, ressemblant ici à une galaxie spirale barrée. Le Grand Nuage de Magellan situé à une distance de 54 900 parsecs, soit ~179 000 années-lumière, est en orbite autour de notre Voie lactée.
Il mesure environ 15 000 années-lumière de diamètre. C’est la 3e galaxie la plus proche de la Voie lactée après les galaxies naines du Grand Chien et du Sagittaire. Cette galaxie visible à l'œil nu dans l'hémisphère sud, est accompagnée par le Petit Nuage de Magellan.
C’est le 4e membre de notre Groupe local par la taille (après M31, notre Voie Lactée et M33).
Ce fut l’expédition de Ferdinand Magellan autour de la Terre, qui lui donna son nom. Le sud de sa barre centrale est connectée au Petit Nuage de Magellan par une structure de gaz et d’étoiles.

Cette structure est appelée le Pont magellanique, elle est arrachée au Nuage par les forces de marée de la Voie lactée. 
Le Grand Nuage de Magellan possède de très nombreux objets célestes, la Nébuleuse de la Tarentule, LMC X-1 (un trou noir stellaire), LMC X-3, un autre trou noir stellaire, SGR 0526-66, PSR B0540-69 un pulsar jeune mais l'objet le plus célèbre du Grand Nuage de Magellan est SN 1987A, la première supernova dont l'explosion a été observée sur Terre en février 1987.
L'étoile à l'origine de cette explosion est Sanduleak -69 202.
Le Grand Nuage de Magellan forme un couple avec le Petit Nuage de Magellan, situé 20° plus à l’ouest.

Le Grand Nuage de Magellan dans toute sa beauté.
Crédit & Copyright: Yuri Beletsky (ESO).

Le petit nuage de Magellan est une galaxie irrégulière qui semble orbiter autour de la Voie lactée. Elle est  observée depuis les temps préhistoriques par les habitants de l’hémisphère sud, mais c’est Ferdinand Magellan qui lui donnera son nom. Le navigateur portugais Ferdinand Magellan et son équipage eurent tout le temps d’étudier le ciel austral durant leur navigation autour de la planète, au début du 16^ème siècle.
Ces nuages cosmiques sont en réalité des galaxies naines irrégulières, satellites de notre propre Galaxie. Le Petit Nuage de Magellan, couvre 15 000 années-lumière dans sa plus grande extension et contient plusieurs centaines de millions d’étoiles. Située à quelque 210 000 al dans la constellation du Toucan. Elle fait partie des plus proches galaxies de la Voie Lactée, avec les galaxies naines du Grand Chien (~ 25 000 al), du Sagittaire (~ 3,5 millions al) et du Grand Nuage de Magellan (~ 179 000 al).
Le petit nuage de Magellan est visible depuis l’hémisphère sud et son inclinaison est d’environ -72°.
Il forme un couple avec le Grand Nuage de Magellan, situé 20° plus à l’est. Ce sont apparemment d'anciennes galaxies spirales barrées qui ont été déformées par les forces de marée de la Voie Lactée. Le Petit Nuage de Magellan est un membre du Groupe local, notre amas galactique. Le Petit Nuage de Magellan est relié au Grand Nuage par un pont de gaz et d’étoiles.

vue splendide prise par Hubble, de l'amas d'étoiles NGC 346 du petit nuage de Magellan à 210 000 al, magnitude apparente de 2,7. (crédit NASA).

Cette vue du petit nuage de Magellan, comprend également deux amas globulaires de premier plan, NGC 362, le point lumineux en bas de l'image et 47 Toucan à gauche du Petit Nuage de Magellan.
L'amas 47 Toucan se situe à 13 000 années-lumière.

La galaxie NGC 1532/1531 où NGC 1532 dévore la petite NGC 1531.
Image ESO/Danish 1.5m télescope du Chili à La Silla - 2008.

La galaxie Whirlpool ou du Tourbillon NGC 5194 de 60 000 années-lumière de diamètre est connue aussi sous le nom de M51. Elle absorbe NGC 5195, son compagnon à droite. crédit : Hubble.

Habituellement, on observe deux galaxies s'entremêler ou s'aspirer mutuellement.
Sur l'image ci-contre Hubble nous montre trois galaxies qui luttent pour leur survie, NGC 7173, NGC 7174 et NGC 7176 qui font partie du Hickson Compact Group 90.
On peut voir sur l'image ci-contre, les galaxies elliptiques, NGC 7173 (à gauche) et NGC 7176 (en bas) avec très peu de poussière et de gaz, alors que NGC 7174 (en haut à droite) est une galaxie spirale riche en gaz et poussière.
Les deux monstres elliptiques arrachent en étirant le gaz et la poussière de NGC 7174 avec une telle violence gravitationnelle que les étoiles sont éjectées en dehors du champ de bataille.
Le centre galactique de NGC 7174 est déchiqueté et attiré vers la galaxie NGC 7173 à gauche de l'image.
Les forces d'attraction, auxquelles doit faire face la galaxie NGC 7174,  sont gigantesques.
Les trois galaxies finiront par fusionner pour former un autre système stellaire, une autre galaxie plus grande qui donnera naissance à d'autres étoiles grâce à la gigantesque quantité de gaz et de poussières emmagasinée lors de la fusion.

Ces nouvelles étoiles mettront des millions d’années à s'enflammer.

nota : Le Hickson Compact Group 90 comporte 16 galaxies dont celles de l'image. Il se trouve à environ 100 millions d'années-lumière de la Terre, dans la direction de la constellation du Poisson austral (Piscis Austrinus).

Cette image n'est pas impressionnante à première vue mais si l'on regarde bien, on voit ce qui était à l'origine une magnifique galaxie spirale avec un disque bien vertical, se faire déchirer par ses voisines de gauche et du bas.
NGC 7173 est à gauche et NGC 7176 est en bas, quant à NGC 7174 à droite, nous voyons qu'elle subit les forces gravitationnelles destructrices de ses voisines.
crédit Nasa/Esa/Hubble.

La galaxie d'Andromède est la plus proche des grandes galaxies voisines de notre propre Voie lactée.
Il est probable que notre galaxie, la voie lactée, ressemble beaucoup à la galaxie d'Andromède.
La grande galaxie d'Andromède et la Voie lactée sont les deux plus importantes galaxies du Groupe Local.
La galaxie M31 constitue la 31e entrée du catalogue des objets diffus du ciel, établi par l'astronome français Charles Messier.
M31 est à environ 2,4 à 2,9 millions d'années-lumière de notre galaxie, c'est à dire que sa lumière met environ 2,4 à 2,9 millions d'années à nous parvenir. Cette galaxie est une des rares galaxies visibles à l'œil nu, lorsque que les conditions climatiques sont favorables. Son diamètre apparent est assez gigantesque puisque qu'il équivaut, vu de la Terre à 5 diamètres de pleine Lune.
Son diamètre est de 170 000 années-lumière.

Les deux "univers îles", la Voie Lactée et Andromède se rapprochent à une vitesse de l'ordre de 300 km/s et pourraient entrer en collision dans quelques milliards d'années. Cette hypothèse non confirmée, reste probable.

La galaxie M31 a une magnitude apparente de 3,38, ce qui la rend visible à l'œil nu par nuit noire. La lueur diffuse d'Andromède n'est autre que la lumière cumulée des centaines de milliards d'étoiles qui la composent. Les étoiles que l'on voit au premier plan sur cette image d'Andromède, sont en réalité des étoiles de notre propre galaxie. En bas à droite on peut voir son compagnon, la galaxie naine NGC 205 ou M110.
Le gros point brillant à 10 H très près du disque de M31, c'est M32 une autre galaxie compagnon.
Crédit : Robert Gendler (robgendlerastropics.com)

La galaxie d'Andromède a un petit compagnon M110, visible sur la photo ci-contre.
Notre Voie Lactée n'est pas seule. Il fait partie d'un rassemblement d'environ 25 galaxies appelé le Groupe Local. Les membres incluent le Grand Galaxie d'Andromède, M32, M33, le Grand Nuage de Magellan, le Petit Nuage de Magellan, Dwingeloo 1, plusieurs petites galaxies irrégulières, naines ou elliptiques.
Sur la photo, en bas à droite se trouve l'une des galaxies elliptiques naines: NGC 205.
Comme M32, NGC 205 est un compagnon de la grande galaxie M31.
L'image de NGC 205 montre de facon inhabituelle, pour une galaxie elliptique, deux nuages de poussières.
Ces deux nuages de poussières (à 9 et 2 heures), sont visibles, mais difficile à repérer.
Cette galaxie est parfois connue sous le nom de M110, bien qu'elle ne fait pas partie du catalogue d'origine de Messier.

La galaxie NGC 205 ou M110. Cette galaxie se trouve en bas à droite, et la grande galaxie qui semble absorber la petite M110 est la galaxie d'Andromède ou M31.
Crédit & Copyright: Jean-Charles Cuillandre (CFHT) & Giovanni Anselmi (Coelum Astronomia), Hawaiian Starlight

La galaxie du Triangle, également connue sous le nom de M33, est une galaxie spirale de type Sc, située dans la constellation du Triangle.
La galaxie M33 NGC 598 est la troisième du Groupe local par ordre d'importance, après la Voie lactée et Andromède M31. 
Cette galaxie est petite comparée à sa voisine, la galaxie d'Andromède M31, et à notre Voie Lactée, mais dans la moyenne des galaxies spirales de l'univers.
M33, malgré l'expansion de l'univers, s'approche de nous  à 182 km/s selon R. Brent Tully, ou à 179 +/-3 km/s selon le Ned.
Elle se situe à 2,9 millions d'années lumière. Cette galaxie fut probablement découverte avant 1654 par Hodierna, disciple de Galilée, qui l'a peut-être groupée avec l'amas ouvert NGC 752.

Elle fut redécouverte indépendamment le 25 août 1764 par Charles Messier qui la catalogua comme M33. Classifiée par William Herschel le 11 septembre 1784 sous la désignation H V.17, la galaxie du Triangle fut l'une des premières nébuleuses spirales identifiées comme telles par William Parsons.

La galaxie du Triangle, M33 ou NGC 598, la troisième du Groupe Local, vue dans l'infrarouge par le télescope Spitzer. Les étoiles sont représentées en bleu tandis que la poussière est en rouge.

Ces deux trous noirs super massifs hébergés dans les noyaux galactiques finiront par fusionner également en un seul, pour former dans quelques centaines de millions d'années, un trou noir encore plus massif.

Image composite de la galaxie  NGC 6240.
Cette image spectaculaire de fusion de galaxies est une image composite multiple. L'émission infrarouge de la poussière a été enregistrées par le Spitzer Space Telescope, tandis que Hubble a capturé la lumière des étoiles visible dans les teintes vertes et bleues.
La vue s'étend sur plus de 300 000 années-lumière, qui est une estimation de la taille de NGC 6240.
Crédit: NASA / JPL-Caltech / STScI-ESA / S. Bush, et al. (Harvard-Smithsonian CfA)

NGC 1097 se trouve à quelque 50 millions d’années-lumière, dans la constellation du Fourneau.

La galaxie  NGC 1097 : Sur cette image infrarouge en fausses couleurs, la région centrale apparaît comme un œil. Cette image a été prise par le télescope spatial Spitzer.
Crédit: NASA, JPL-Caltech, SINGS Team (SSC)

La force gravitationnelle des trous noirs des galaxies de Seyfert attire si fortement la matière environnante (gaz et poussière) qu'ils émettent des rayonnements de très haute énergie, comme des rayons X ou du rayonnement ultraviolet. La plupart des grandes galaxies spirales comme la Voie lactée ont aussi un trou noir en leur centre mais moins actif car il n'y a plus de matière autour à absorber.

La galaxie  NGC 4945 vue par la tranche.
Cette galaxie spirale ressemble à notre Voie lactée, avec des bras lumineux en spirales et une barre centrale. Les zones brillantes roses montrent les régions d’intense formation stellaire. Le centre de NGC 4945 est beaucoup plus lumineux que le centre de la Voie Lactée.
NGC 4945 se situe à seulement 13 millions d’années-lumière, dans la constellation du Centaure.
Image prise en utilisant 5 filtres (B, V, R, H-alpha et SII) avec le télescope de 2,20 mètres MGP/ESO à La Silla. Le champ est de 30 x 30 arc minutes (le nord en haut et l’est à gauche). © ESO

On distingue également des galaxies d’arrière plan encore plus lointaines. En particulier, en haut, au centre de l'image on aperçoit une petite galaxie spirale de couleur orangée.

La galaxie  NGC 3621, une belle galaxie spirale vue par la tranche.
Crédit & Copyright: Robert Gendler

Les bras spiraux forment un fond granuleux, dont la brillance augmente doucement vers la région centrale. On peut distinguer des régions de formation d'étoiles tout le long des bras spiraux.
La supernova 1971I est apparue dans cette galaxie le 25 mai 1971 et atteignit la magnitude 11,8.

La galaxie  NGC 5055, une belle galaxie spirale vue par la tranche.
Crédit: transformés par Juan Conejero / Image Acquisition par Jim Misti et Steve Mazlin

Elle a été observée pour la première fois en octobre 2009 par des équipes du Japon et des États-Unis, spécialisées dans la recherche de supernova.

La galaxie  NGC 918, une belle galaxie spirale vue au centre de l'image.
Crédit & Copyright: Joseph Brimacombe

Située à 20 millions d’années-lumière de notre système solaire, la galaxie  NGC 660, à anneau polaire, semble avoir été formée à partir de la collision de deux galaxies.
Crédit & Copyright: Immo Gerber & Dietmar Hager (TAO)