Galaxie.

Les galaxies : un mystère en partie résolu – 1re partie

Après un hiver canadien typique, nous attendons avec impatience la saison printanière et les changements qui l’accompagnent : le parfum de la flore fraîche, la luxuriance des forêts naturelles et la tranquillité de l’eau qui coule.

Le printemps annonce également un nouveau paysage d’éléments intéressants visibles dans le ciel nocturne : les galaxies.

Pourquoi le printemps est-il propice à l’observation d’une galaxie?

Bien que les galaxies puissent être observées toute l’année, le printemps est la meilleure période de l’année où le ciel nocturne permet d’admirer la diversité et la multitude de galaxies étonnantes.

observateur d’étoiles

Cet assemblage galactique se produit parce que nous regardons vers de grands amas de galaxies qui sont relativement près pendant les mois de la saison printanière.

Outre la proximité des amas galactiques, la poussière présente dans notre propre galaxie s’amincit quelque peu dans la direction du ciel le plus visible au printemps et à l’automne.

Départ des courses

Il y a des centaines d’années, avec l’invention du télescope, de nombreux astronomes ont scruté le ciel à la recherche de ce qu’ils percevaient comme des intrus cosmiques : les comètes.

Pour ces astronomes, ces comètes apparaissaient comme des taches de lumière floues, nuageuses ou nébuleuses, difficiles à détecter avec leurs télescopes primitifs, et encore plus difficiles, voire impossibles, à voir sans télescope.

À l’époque, le découvreur d’une comète était récompensé en voyant son nom associé à cette comète pour toujours. La course était donc lancée pour être le premier à trouver une nouvelle comète.

Fausse alarme

Il n’y avait qu’un seul problème avec cette course : la fausse alarme déclenchée par l’apparition d’autres taches floues et nébuleuses dans le ciel qui ne bougent pas et qui, par conséquent, ne sont pas des comètes.
Carte de la nébuleuse d’Orion.

Les astronomes, comme Charles Messier, ont commencé à produire des listes de ces ennuyeuses taches de lumière pour les aider à éviter les fausses alarmes accidentelles dans leur quête de gloire et de postérité touchant la découverte de comètes.

C’est ainsi qu’a débuté la liste des objets de découverte les plus fascinants : les nébuleuses cosmiques.

Le débat cosmique

Au fil du temps, et avec des télescopes de plus en plus performants, les observateurs se sont rendu compte que ces “nébuleuses” cosmiques étaient en fait de compositions différentes.

Ces nébuleuses semblaient contenir des centaines, des milliers ou des centaines de milliers d’étoiles. Aujourd’hui, nous les appelons amas. Certaines conservent leur apparence fantomatique, et on leur a donné le nom de « nébuleuse » (voir l’édition du mois dernier pour un aperçu de la nébuleuse d’Orion).

Nébuleuse d’Orion.

Enfin, un groupe soulevait encore la confusion il y a une centaine d’années environ encore : les « nébuleuses galactiques ».

Deux camps sont apparus, l’un croyant que ces objets se trouvaient dans notre galaxie, l’autre pensant qu’il s’agissait de leurs propres galaxies d’étoiles situées beaucoup plus loin.

Le débat n’a trouvé sa réponse qu’après la découverte de l’expansion de l’univers par Edwin Hubble, il y a un peu plus de 90 ans.

Là où la vie et la mort surviennent

Les galaxies sont désormais reconnues comme un vaste ensemble d’étoiles, de poussières et de gaz, et se sont formées à partir des ondulations de l’univers au moment du Big Bang lui-même.

Les galaxies sont également enveloppées d’une matière sombre, le nom que nous donnons à une énorme quantité d’une chose qui ne peut être facilement vue, mais dont la force de gravité peut être observée.

Ce sont des lieux dynamiques où naissent et meurent des étoiles et où entrent en collision des nuages de poussière et de gaz. Il est également fort probable qu’ils regorgent de vie (bien que nous n’ayons encore rien découvert au-delà de la Terre).

Les galaxies peuvent également interagir entre elles, comme on le voit sur la photo d’en-tête du billet d’aujourd’hui.

Lorsque les étoiles entrent en collision

Les vestiges d’une interaction récente sont visibles sur cette belle vue d’une galaxie en étoile – M82. Cette galaxie spirale, vue presque de face, a récemment rencontré de près sa voisine (M81).

Galaxie, photo modifiée.
Nous avons supprimé les étoiles de cette photo pour donner une image plus réaliste de la galaxie telle qu’elle apparaîtrait dans l’espace. Comme il n’y a pratiquement pas d’étoiles entre les galaxies, un astronaute s’éloignant de notre propre galaxie verrait l’image ci-dessus.

Cette interaction a provoqué une collision d’intensité phénoménale de nuages de gaz qui, comme nous l’avons appris à propos de la nébuleuse d’Orion, sert de mécanisme principal pour la naissance d’étoiles (notez la zone rougeâtre autour du bulbe central de la galaxie).

Lorsque nous voyons des images de galaxies contenant des étoiles (comme la première image en haut), nous voyons toutes ces étoiles devant cette galaxie lointaine. Ces étoiles sont plus de 1 000 fois plus près de nous que la galaxie elle-même!

Un trou noir supermassif

Nous avons découvert des galaxies vraiment massives.

Photo : NASA et Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

L’une d’entre elles, dénommée M87, est une galaxie elliptique (qui ne semble pas avoir de couloirs de poussière), et compte jusqu’à dix fois plus d’étoiles que notre propre Voie lactée.

Observée depuis un certain temps, M87 semble avoir un énorme jet de plasma hautement concentré (particules de charge) se déplaçant à des vitesses extrêmes.

Compte tenu de sa taille et de sa structure inhabituelle, les astronomes ont étudié M87 et sont arrivés à la conclusion qu’un trou noir supermassif de l’ordre de 1 milliard de fois plus massif que notre soleil doit se cacher en son centre (à titre de comparaison, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie est environ 250 fois moins massif).

Collaboration de l’Event Horizon Telescope

Les astronomes pensent que les trous noirs supermassifs jouent un rôle majeur dans la forme et la structure de nombreuses galaxies, et nous ne faisons que commencer notre voyage de découverte de ces objets fascinants et étranges.

Ce n’est qu’en poursuivant l’étude des trous noirs supermassifs dans d’autres galaxies que nous pourrons en apprendre davantage sur leur importance et le rôle qu’ils jouent. Ceci, à son tour, contribuera à fournir un meilleur contexte pour l’étude de notre propre galaxie – notre foyer cosmique.

Rendez-vous le mois prochain pour « Galaxies – 2e partie »

Nous discuterons de l’apparence de La Voie lactée, notre galaxie, tant de l’intérieur que de l’extérieur.