Cette image, prise avec le télescope spatial Hubble de la NASA, montre la naissance d'étoiles fraîches dans l'ancienne galaxie elliptique NGC 4150, situé à environ 44 millions d'années-lumière de la Terre. La NASA et l'équipe Hubble Heritage Accrochées aux murs dans d'innombrables salles de classe de sciences à travers le monde sont des illustrations de notre galaxie d'origine, la voie Lactée. Vous en avez probablement entendu parler. Mais vous ne saviez probablement pas que ces affiches sont proportionnellement plus épaisses qu'un élément clé de la galaxie elle-même.
C'est exact. Comme un œuf au plat, la Voie Lactée se compose d'un renflement central entouré d'un plat, disque mince. Et quand on dit "mince, " nous voulons dire incroyablement mince. Comme le souligne la physicienne et correspondante de Forbes Jillian Scudder, le "disque" de la Voie Lactée est d'environ 100, 000 années-lumière de long, mais seulement environ 0,6 années-lumière de hauteur. Cela signifie que, proportionnellement, il est 30 fois plus fin qu'une feuille de papier d'imprimante classique.
Les astronomes ont estimé qu'il y a environ 200 milliards de galaxies dans l'univers observable. Mais quand nous voyons d'autres galaxies représentées dans des films de science-fiction, ils ont tendance à avoir la même forme de base que le nôtre. Ce serait un exemple de nos préjugés centrés sur l'humain. Bien que beaucoup d'entre eux ressemblent à la Voie lactée, d'autres se présentent sous des formes et des formes très différentes.
Avant d'aller plus loin, prenons du recul et parlons de ce que toutes les galaxies ont en commun. Les galaxies sont des systèmes complexes maintenus ensemble par la gravité. Ils sont constitués de gaz, de la poussière stellaire et des millions - parfois même des milliards - d'étoiles, qui sont accompagnés de leurs propres planètes et ceintures d'astéroïdes.
Mais similitudes mises à part, chaque galaxie a une histoire unique à raconter. L'histoire de chacun se reflète dans sa forme. Les scientifiques divisent les galaxies en une poignée de catégories basées sur l'apparence. La Voie lactée est ce qu'on appelle une galaxie spirale, ce qui signifie qu'il ressemble à un large, disque aplati avec un léger renflement faisant saillie vers l'extérieur en son centre.
Cet arrangement est le produit de la vitesse de rotation, temps et gravité. Pour apprendre plus, nous avons parlé à l'astrophysicien Raja GuhaThakurta, Doctorat., professeur à l'Université de Californie à Santa Cruz, et l'autorité sur l'étude de l'évolution des galaxies. C'est un domaine qui invite à beaucoup de débats.
"La physique de la formation de ces choses n'est pas complètement connue ou établie, " dit Guha Thakurta. Néanmoins, il est largement admis que la plupart des galaxies spirales commencent leur vie sous la forme de nuages de gaz et de poussière en rotation. La vitesse à laquelle ils tournent est très important. Selon Guha Thakurta, massif, les nuages en rotation rapide sont plus susceptibles de devenir des galaxies spirales.
La gravité tente de tirer ces rotations, corps amorphes en plans aplatis. Heures supplémentaires, les nuages sont forcés de se contracter à cause de la gravité et de la perte d'énergie due au frottement. Et en raison d'un principe appelé la conservation du moment cinétique, lorsqu'un objet en rotation se contracte, il tourne plus rapidement. Vous pouvez le voir en action à votre patinoire locale. Les patineurs expérimentés savent augmenter leur vitesse de tourbillon en tirant leurs bras vers l'intérieur.
Donc, un peu comme une boule de pâte à pizza en rotation, les galaxies spirales se forment lorsque des nuages de gaz/poussière informes s'aplatissent à grande vitesse. Les mêmes forces physiques affectent également l'apparence des "bras" pointus qui peuvent être vus autour des bords de ces galaxies.
"Les types de bras spiraux sont presque certainement liés au taux de rotation, " dit Guha Thakurta. Les systèmes à rotation rapide ont tendance à avoir un anneau de petits, bras serrés. En revanche, ceux qui bougent plus lentement ont plus de temps, ceux qui ne sont pas emballés. Pour comprendre pourquoi, Guha Thakurta recommande d'essayer une petite expérience à la maison :« Imaginez-vous en remuant votre café. Mettez une cuillerée de crème ailleurs qu'au centre. Vous remarquerez que la crème formera un motif en spirale, " dit-il. Ensuite, remuer l'infusion avec une cuillère. Si vous le faites rapidement, les bras du patron deviendront plus petits et plus serrés.
La galaxie NGC 4302n (à gauche) et la galaxie NGC 4298 (à droite) sont des exemples de galaxies spirales comme notre Voie lactée. Ils apparaissent différents sur l'image prise par le télescope spatial Hubble le 24 avril, 1990 parce qu'ils sont inclinés à différentes positions sur le ciel. La NASA et l'équipe Hubble Heritage
D'accord, le temps d'un rapide récapitulatif. Jusqu'ici, nous avons parlé du développement des galaxies spirales et de la façon dont la rotation façonne leurs bras. Mais quel est le problème avec ces renflements que nous avons mentionnés plus tôt? Au centre des galaxies spirales, vous trouverez un amas d'étoiles très anciennes tournant autour d'un point central. C'est le renflement. Tandis que les étoiles sur le disque se déplacent dans un ordre, plan horizontal, les étoiles qui composent le renflement agissent comme des abeilles qui essaiment de manière erratique autour d'une ruche. Les astronomes tentent toujours de comprendre comment ces renflements se forment. Certains spéculent qu'ils se développent avant le reste d'une galaxie spirale, tandis que d'autres pensent que l'inverse est vrai.
Imaginez maintenant une galaxie toute bombée. Cette chose serait sans disque et ressemblerait à un géant, sphère arrondie ou un énorme football américain. À l'intérieur, ses étoiles seraient en orbite autour du point central de la galaxie dans toutes les directions. Toutes nos félicitations, vous venez d'imaginer une galaxie elliptique. GuhaThakurta dit que les galaxies elliptiques se forment lorsque deux galaxies spirales de masse comparable fusionnent. (Bien qu'il ajoute que ce n'est peut-être pas le seul processus par lequel les galaxies elliptiques se forment.)
Incidemment, notre propre Voie Lactée est sur le point de participer à l'une de ces fusions. Les experts prévoient qu'il finira par entrer en collision avec la galaxie voisine d'Andromède, un processus qui reconstituera ces deux galaxies spirales en une galaxie elliptique. Le processus devrait commencer dans environ 3 milliards d'années et se terminer dans 4 milliards d'années supplémentaires. Évidemment, ce n'est pas quelque chose que vous ou moi vivrons pour voir. Mais peu importe, les scientifiques ont déjà trouvé un nom pour cette future galaxie elliptique :ils l'appellent « Milkomeda ». Tout le monde aime un bon portemanteau.
Il est à noter que certaines galaxies ne sont ni spirales ni elliptiques. Les galaxies dites irrégulières manquent de renflements et peuvent se présenter sous une grande variété de formes. Par ailleurs, les scientifiques ont observé des fusions galactiques qui sont actuellement en cours. Peut-être qu'ils auront l'air sympa, elliptiques bien arrondis un jour, mais en ce moment, ces syndicats en développement semblent désorganisés et déformés. Il existe également quelques exemples documentés de grandes galaxies spirales cannibalisant de plus petites qui se sont trop rapprochées, avec la victime lentement dévorée petit à petit. Comme dirait Hannibal Lecter, passer les fèves et le chianti.
Une collision quasi galactique entre les galaxies spirales NGC 2207 (à gauche) et IC 2163 (à droite) capturées par le télescope spatial Hubble en 2007. Les scientifiques prédisent que la Voie lactée entrera en collision avec notre galaxie voisine Andromède dans environ 3 milliards d'années. La NASA et l'équipe du patrimoine Hubble maintenant c'est intéressant Le mot "galaxie" est dérivé du mot grec "gala, " qui signifie " lait " - comme dans " voie lactée ". La nôtre a une bande lumineuse d'étoiles qui est clairement visible dans le ciel nocturne. Pour les anciens astronomes, cela ressemblait à une bande de lait renversé.
