La Voie Lactée et les autres galaxies

Lorsque la nuit est bien, sombre, claire et sans Lune, entre les constellations de Cassiopée, du Cygne et de l'Aigle tu peux observer une bande légèrement plus brillante qui traverse le ciel. Elle se prolonge dans l'hémisphère sud entre le Sagittaire, la Croix du Sud pour rejoindre Orion. En fait elle fait le tour du ciel. Si tu fais attention tu verras que cette zone faiblement lumineuse présente des échancrures sombres. Cette bande est en fait constituée d'étoiles, ce sont les étoiles de notre Galaxie, la Voie Lactée.

Notre Galaxie, la Voie Lactée

Elle forme un disque renflé au centre mais tu le vois de profil c'est pourquoi la Voie Lactée paraît très est longue et assez mince. Les étoiles se concentrent dans la partie centrale située dans la constellation du Sagittaire. C'est la région la plus large et la plus brillante mais paradoxalement aussi la plus opaque de la Voie Lactée car on y trouve beaucoup de poussière qui cache la lumière des étoiles situées à l'arrière-plan. Aux extrémités, près des constellations du Cocher (Auriga) et des Gémeaux (Gemini) elle se dissipe et se devine à peine à l'oeil nu parmi les étoiles proches.

La Voie Lactée et les principales constellations qu'elle abrite. Clique sur l'image pour l'agrandir.

Grâce à la radioastronomie et aux télescopes infrarouges qui peuvent traverser les nuages de poussières sombres et nous permettre d'observer l'autre côté de la Voie Lactée, on a pu déterminer sa forme. C'est ainsi qu'on a découvert que notre Galaxie avait une forme spirale et qu'elle présentait plusieurs bras spiraux très serrés qui s'enroulaient autour du noyau. Elle est entourée par deux galaxies satellites, les deux Nuages de Magellan visibles dans l'hémisphère sud, un peu à l'écart de la Voie Lactée.

Car notre Galaxie, avec un grand "G" pour la distinguer des autres galaxies, est similaire aux milliards d'autres galaxies qui peuplent l'univers. On y reviendra dans un instant.

La Voie Lactée compte parmi les galaxies les plus grandes et les plus massives, contenant entre 200 et 400 milliards d'étoiles similaires au Soleil. Certaines sont plus jeunes et sont situées dans les bras spiralés bleutés où se sont accumulés beaucoup de gaz, les autres sont beaucoup plus vieilles que le Soleil et sont concentrées dans le noyau qui présente une couleur jaune-orange. Ces étoiles sont tellement rapprochées les unes des autres dans le coeur de la Voie Lactée qu'il est impossible de les compter !

A gauche, un dessin montrant l'aspect général de la Voie Lactée. Le Soleil est situé près du bras d'Orion situé à 25000 années-lumière du noyau. A droite la grande galaxie d'Andromède, M31, la plus proche de nous. Elle ressemble à la Voie Lactée et est aussi entourée par deux petites galaxies satellites.

La Voie Lactée est très vaste et il est assez difficile de s'imaginer ses dimensions : elle mesure 100000 années-lumière de diamètre. Le Soleil se trouve à environ 25000 années-lumière du centre dans une région dont l'épaisseur est d'environ 700 années-lumière. La Voie Lactée tourne légèrement sur elle-même mais elle est tellement grande que le Soleil et les planètes mettent environ 250 millions d'années pour en faire le tour.

Toutes les étoiles que tu vois dans le ciel appartiennent donc à la Voie Lactée. Toutes celles que tu vois à l'oeil nu sont situées tout près du Soleil, tout au plus à quelques milliers d'années-lumière. L'étoile la plus proche est Proxima du Centaure. Elle se situe à 4.3 années-lumière.

Les nébuleuses et les amas d'étoiles

Toutes les galaxies contiennent donc des étoiles et renferment également des nébuleuses. Il ne faut donc jamais confondre une galaxie avec une nébuleuse : une nébuleuse appartient toujours à une galaxie, jamais l'inverse !

Une nébuleuse est un nuage de gaz et de poussière, souvent coloré de rouge ou de bleu. Elles brillent souvent lorsqu'elles sont proches d'une étoile dont le rayonnement excite le gaz comme le fait une lampe au néon. Dans un grand télescopes les nébuleuses peuvent paraître vertes mais c'est parce qu'en réalité ton oeil ne capte pas assez de lumière pour distinguer ses vrais couleurs. 

Ces nébuleuses sont parfois les résidus d'une étoile qui a explosé (supernova), parfois c'est simplement un nuage qui est resté dans l'espace après la formation d'une étoile. Avec un télescope tu peux en observer plusieurs centaines dans la Voie Lactée. 

Dans une petite lunette astronomique les nébuleuses ressemblent aux galaxies avec lesquelles tu peux parfois les confondre. Mais en général les galaxies sont plus petites, ovales et présentent un noyau plus brillant avec des bras très pâles et recourbés aux extrémités. Les galaxies ressemblent parfois à un système planétaire vu de très loin. Par contre les nébuleuses n'ont pas de forme précise et ont souvent des contours irréguliers présentent une couleur grise dans un petit télescope.. 

La nébuleuse du Trèfle ou la "Trifide", M20 dans la constellation du Sagittaire. Comme toutes les nébuleuses que tu peux observer elle appartient à notre Galaxie.

On a l'impression que les nébuleuses sont beaucoup plus grandes que les galaxies car elles sont situées tout près du Soleil, dans la Voie Lactée, mais ce n'est qu'une illusion d'optique. En réalité toutes les nébuleuses que tu peux observer sont au moins dix mille fois plus petites que la Voie Lactée. Certaines mesurent seulement 10 fois le diamètre du système solaire.

La Voie Lactée, comme toutes les galaxies, contient également des amas ouverts qui rassemblent quelques étoiles qui se déplacent ensemble, comme l'amas des Pléiades M45 visible à l'oeil nu près de la constellation du Taureau. Enfin, il existe aussi des amas globulaires, tel M13 dans la constellation d'Hercule qui est visible à l'oeil nu. Il s'agit d'amas compacts d'étoiles très âgées qui circulent sur de grandes orbites autour du noyau de la Voie Lactée. La plupart se trouvent donc à l'écart de la Voie Lactée.

A gauche l'amas ouvert M45, les Pléiades s'entoure de nébuleuses bleutées que les étoiles ont laissé derrière elles après leur naissance. Si tu les observes au télescope tu verras à peine sa couleur qui apparaît principalement sur les photographies à longue pose. A droite l'amas globulaire Oméga Centaure visible à l'oeil nu comme une petite tache claire dans l'hémisphère sud.

Entre la Voie Lactée et la galaxie d'Andromède M31 il n'y a que le vide de l'espace, un vide immense car M31 se trouve à 2.2 millions d'années-lumière de notre Galaxie. Et c'est pourtant l'une des galaxies les plus proche de nous ! Certaines galaxies sont situées à plusieurs centaines de millions d'années-lumière. On en a même découvert à plusieurs milliards d'années-lumière ! Elles sont tellement pâles que seul le télescope spatial Hubble a pu les observer !

Les amas de galaxies

Parfois les galaxies se rassemblent pour former des amas de galaxies et même parfois des amas d'amas de galaxies qu'on appelle des superamas de galaxies. Ils peuvent rassembler une poignée de galaxies ou plusieurs dizaines de milliers de membres ! Ainsi la Voie Lactée fait partie du groupe Local qui comprend également la galaxie d'Andromède M31 ainsi que ces deux satellites M32 et NGC 205, la galaxie M33 du Triangle, NGC 147, NGC 185 et d'une quarantaine d'autres galaxies naines. Sa taille est d'environ 1 million d'année-lumière, grosso-modo dix fois la taille de la Voie Lactée.

Amas d'Hercule.

Amas de la Vièrge. Amas de Coma Berenices.

Les amas de galaxies de Hercule (Abell 2151), de la Vièrge (Virgo) et de la Chevelure de Berenice (Coma Berenices, Abell 1656). Ils comprennent chacun plus de 30000 galaxies et s'étendent en moyenne sur 30 millions d'années-lumière. Leur masse représente environ 20000 fois la Voie Lactée !

Enfin, l'amas Local au centre duquel se trouve la Voie lactée est entouré d'une vingtaine de petits amas et d'une trentaine de galaxies isolées et forme le Superamas de la Vièrge, également appelé le superamas Local, qui s'étend sur environ 25 millions d'années-lumière. L’amas Local se trouve sur le bord de cette structure dont le centre se situe à 600 millions d’années-lumière de la Voie Lactée.

Mais l'univers ne se limite pas aux étoiles et aux galaxies. Il contient beaucoup d'autres objets qui ressemblent aux galaxies mais qui brillent beaucoup plus fort ou émettent des ondes radios, des rayons X ou gammas beaucoup plus intenses. C'est ce que nous allons découvrir maintenant en explorant les confins de l'univers.

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