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Notre galaxie, la Voie lactée

La Voie lactée est la galaxie dans laquelle est situé notre système solaire. La galaxie la plus proche de notre voie lactée se nomme Andromède. La voie lactée en chiffre

//Prenez le temps de monter à un col, loin des sources des lumières de la ville et sans lunettes, jumelles regarder cette magie. Elle vous enserre et vous montre comment ce qui nous semble infiniment lointain et petit et en fait plus volumineux que notre soleil et certainement très très vieux.//

En -400 av J.-C. Democrite décrit la voie la lactée selon les récits des légendes grecques. "la lueur de la Voie lactée est due à une innombrable quantité d'étoiles, dont chacune en particulier échappe à notre vue à cause de son éloignement."
En -200 av J.-C. Hipparque, quand a lui, imagine d'autres voies lactées...
En 1610, Galilée galileo avec sa lunette s'aperçu de la myriade d'étoiles qui constituait la voie lactée, et non d'une zone diffuse visible à l'oeil nu.

Encore plus près de nous,
En 1750, Thomas Wright est l'auteur d'un maître-ouvrage sur la constitution de l'univers. //On Original Theory or New Hypothesis of the Universe.// L'auteur assure que la Voie Lactée comporte soixante millions de mondes planétaires comme le nôtre. Ces « mondes habitables » sont supposés être « d'une nature terrestre » et « occupés par des êtres d'espèces humaines ». Outre cette pluralité des mondes semblables à la Terre, Wright considère, dans sa neuvième et dernière lettre, qu'il existe aussi d'autres systèmes semblables à la Voie Lactée.
En 1755, Emmanuel Kant //Histoire générale et théorie du ciel // qui expose une vue proche des principes de Newton. On peut se représenter le système des étoiles comme un système planétaire énormément agrandi (...). L'aspect du ciel étoilé (...) reproduit en grand ce qu'est notre système planétaire (...). La Voie Lactée est, pour ainsi dire, le zodiaque de ces étoiles nouvelles ».
En 1845, William Parsons dit "Lord Rosse", construit le Leviathan : un téléscope gargantuesque! il fit de nombreux croquis superbe de nébuleuse dont M1 : la nébuleuse du crabe. Il dessina ses premières galaxies dès 1850.

Les dessins de Lord Rosse



//Le miroir est composé d'un alliage de cuivre et d'étain. Cet alliage ayant le désavantage de se ternir assez rapidement dans un climat humide, il faut le repolir à intervalle régulier. À cette fin deux miroirs ont été construits, pendant que l'un est utilisé l'autre est en cours de repolissage, l'échange de miroir intervenant tous les six mois. Chaque miroir pèse plus de trois tonnes. //

En 1855, Ernst Hartwig découvre une Nova, dans Andromède M31 : un point lumineux. La nébuleuse d'andromède est stellaire et pas que gazeuse de nature ! On utilise les raies d'absoprtion et la spectro pour le confirmer.
En 1908, Henrietta Swan Leavitt, elle catalogua des étoiles variables situées dans les nuages de Magellan, elle découvrit la relation période-luminosité qui est à la base d'une méthode d'évaluation des distances des amas stellaires et des galaxies dans l'Univers.
En 1912, Vesto Melvin Slipher, prône l'idée que Andromede se rapproche de nous (effet doppler) à la vitesse de 300 km.

Article en anglais du Lowell

En 1917, Milton Humason aide Edwin Hubble a réaliser ses travaux sur la loi hubble : elle énonce que les galaxies s'éloignent les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leur distance. Autrement dit, plus une galaxie est loin de nous, plus elle semble s'éloigner rapidement. Cette loi ne concerne bien évidemment que la partie de l'univers accessible aux observations (univers observable). L'extrapolation de la loi de Hubble sur des distances plus grandes est possible, mais uniquement si l'univers demeure homogène et isotrope sur de plus grandes distances.
En 1917, Harlow Shapley, reprend les calcul d'Henrietta leavitt, il détermine la distance de nombreux amas globulaires et préciser la structure de la Voie lactée. Il fut le premier à réaliser que la Voie Lactée était beaucoup plus grande qu'on le croyait auparavant, et que la place du soleil dans la galaxie était dans un endroit quelconque. Cette découverte par Shapley est un élément clé de la principe copernicien , où la Terre n'est pas au centre de notre système solaire, notre galaxie, ou de notre Univers.
En 1922, Heber Curtis rétorque lors d'un grand débat (discussion sur les galaxies à l'époque) sur la taille de notre univers que notre galaxie n'est pas unique. Ainsi ils auront tous les deux raisons : Shapley a trouvé plus correctement la taille de notre Galaxie et l'emplacement du Soleil, mais Curtis a trouvé que notre Univers est composé de beaucoup de galaxies, et que les nébuleuses spirales étaient en fait des galaxies comme la nôtre.
En 1923, Edwin Hubble, définit la distance à la nébuleuse Andromède grâce à une étoile individuelle et de sa période de variation/luminosité. Nous entrons alors dans l'ère intergalactique. il met fin ainsi aux débats.
En 1926, Edwin Hubble,effectue une classification en fonction de l'applatissement et de la forme de l'ellipse.

La classification Hubble



En 1959, Sandage de Vaucouleurs, reprend la classification pour la paufinée en fonction du noyau et de la relation complexe avec les bras. Une galaxie se présente aussi selon le nombre de bras, leur finesse et leur longueur.
5% des galaxies observées sont de formes irrégulières.De diamèter de 3000 à 300 000 al. Elles ont une faible rotation, constitué d'étoiles jeunes, des nébuleuses donnant naissance aux étoiles. 10^8 à 10^10 Ma. exemple le nuage de Magellan



20 % de formes elliptiques d'un diamètre de 1000 à 500 000 al au coeur des amas globulaire constitué de vieilles étoiles qui orbite autour de la galaxie avec peu de poussière et peu de gaz. 10^7 à 10^13 Ma. exemple M87



60 % de formes spirales barrées (15%) de diamètre entre 15 000 et 250 000 al, avec des nuages de gaz le long des bras et des étoiles de tout age. 10^9 à 10^12 Ma. exemple M33, NGC 1232



10%, évoluent dans le temps, leur éclat est différent au centre, elles sont visibles sur un temps très court. Elles expulsent de la matières en 2 jet opposés, de chaque côté du trou noir qui forme leur centre suivi d'un rayonnement gamma.Ce sont les objets les plus jeunes de l'univers.Il s'agit : des radiogalaxies, exemple NGC 5128 centaure A. 2 lobes symétriques, comme notre galaxie.


Des quasars, le quasar 3C 273, le plus lumineux jamais observé. En 1960, on découvre le premier Quasi stellar object. En 1996, 9000 étaient reconnus. Leur luminosité peut atteindre de 100 à 1000 galaxies réunies. Correspond a 1% de la taille de la galaxie. Est-ce que l'energie provient de l'accéleration de l'étoile autour du trou noir ? De couleur rouge.


Des blazars, Objet BL Lacertae 0323+022 (z=0,147) pris par ESO NTT (filtre R). La galaxie hôte et les compagnons proches sont visibles. blazing quasi-stellar radio source, BL Lac : Because étoile variable dans constellation du lézard. : une galaxie en fait. Pas de gaz, peu connu.


Des galaxies de Seyfert, NGC 7742. Gaz en rotation autour d'un gros trou noir. Similitude avec les quasars (plus jeunes et plus lointain)


En 1944, William Baade, introduit le concept de la population stellaire :

Population I population II
spirales - elliptiqueselliptiques
amas ouvertamas globulaires
jeunes très vieilles
pauvre en métauxriches en métaux (brûle leur hydrogène en be)
Leur âge varie d'environ 0 à 10 milliards d'années. Leur âge varie d'environ 11 à 13,5 milliards d'années
etoiles O - Bétoiles ?
blancherouge
disques bras spirales?

Les bras sont des zones de formation d'étoiles. La logique n'est pas respectée selon les lois reconnus sur terre : la vitesse n'evolue ps en s'eloignant du centre galactique et il n'y a pas plus de bras comme une grosse spirale mais 2 bras simples au bout de plusieurs années.. serait-ce alors la matière noire qui modifierait la morphologie des galaxies ? Les bras viendrait il alors de la formation par ondes sucessives produitent par la densité de supernova qui explose, créant des déformation ? La spectrographie permet de voir les bras qui se déplace dans le temps.

Autour des galaxies, on remarque les gaz intergalactiques,exemple M81-82 dans la grande ourse.


Selon la longueur d'onde on voit des courant entre les 2 galaxies prochent l'une de l'autre : de l'hydrogène (rouge même si Hubble le montre quelques fois en vert).

Les amas de galaxie se regroupe en Super Amas : les étoiles rentrent en collision, fusionnent et créer de nouvelles étoiles qui donnent naissance à une galaxie elliptique. Il y a un effet gravitationnel qui se crée tout autour, une trainée de gaz (assez chaud) dans la galaxie plus ou moins éloignée de son centre. Cette traînée peut permettre le calcul de sa masse. Prenons pour exempla l'amas Coma, via sa longueur d'onde, exemple en rayon X on perçoit l'étendue de la galaxie.
La classification Hubbleamas Coma

Lors des collisions, on pourrait croire à la mort des étoiles : ce n'est pas le cas mais par contre cela créer un effet raz de marée, onde de choc si galaxies éloignées l'une de l'autre.exemple Galaxie des antennes : NGC 4038 (à gauche) & NGC 4039 (à droite)



Notre voie lactée rentrera en collision avec la galaxie Andromède dans 4 milliards d'année selon la vitesse radiale. Il y auara certainement une fusion des noyaux mais les bras (dont notre système solaire fait partie) s'éloigneront...

Simulation informatique de la collision. Crédit : T.J. Cox & Abraham Loeb (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics).


Durant 3 milliards d'années, les deux galaxies tourneront en orbite l'une autour de l'autre, les gigantesques forces gravitationnelles brassant en continu leurs étoiles. Puis, dans 5 milliards d'années, les deux corps finiront par fusionner et donneront naissance à une nouvelle galaxie elliptique en forme de ballon de rugby, dans laquelle le Soleil ne sera plus qu'une vieille étoile en route vers la phase de géante rouge avant d'arriver en fin de vie. Les simulations montrent que le Système solaire se trouvera alors à 100.000 années-lumière du centre de cette nouvelle galaxie, contre 25.000 actuellement.
Selon les simulations sur ordinateur effectuées par T.J. Cox et Avi Loeb, du centre Harvard-Smithsonien pour l'astrophysique
//la Voie Lactée et Andromède se rapprocheront une première fois dans seulement deux milliards d'années. "Seulement", car le Soleil sera toujours à ce moment une étoile de la séquence principale et brûlera toujours son hydrogène, mais sa luminosité et sa température auront considérablement augmenté, suffisamment pour faire bouillir les océans de la Terre. //

Première image de Planck, Le fond de l'univers par la sonde Planck. Article ESA sur le fond de l'univers, sonde Planck