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Androméde |
Les galaxies.
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Androméde |
Introduction.
La matière n'est pas répartie uniformément dans l'univers. Elle se regroupe dans de
grands îlos appelés galaxie. Les premières galaxies sont apparues il y a environ 1 milliard
d'années aprés le big-bang. Les galaxies se forment grâce à l'action
de la gravité (qui permet la cohésion de la matière donc "l'unité" des galaxies).Nous
verrons que les galaxies ont une forme stucturée. Il existe trois principaux types
de galaxie différentes, notamment différentiés par leur composition et leur forme.
Il se forme, toujours grâce à l'action de la gravité, des amas et des superamas de galaxies.
Cliquez sur
le sujet de votre choix. 2)Les trois grands types de galaxies |
Les galaxies sont principalement constituées d'étoiles (donc de gaz);de poussiére
et de matière noire. Cette dernière reste énigmatique au yeux des
astrophysiciens. Etant invisible, l'étude de cette "matière exotique" se révéle
ardue. La masse d'une galaxie est, à 80%, composée de matière noire.
On comprend alors le rôle cruxial de cette dernière qui permet " l'unité" des galaxies.
La détection de matière noire est possible lorsque le "nuage" est suffisammant
dense pour empécher la lumière de le traverser.
Ici,un nuage de matière noire masque la lumière émise par derrière
Les galaxies sont structurées d'un bulbe au centre et de longs bras en spirale
aux extrémités. Le bulbe est très dense est regroupe les étoiles les plus
anciennes et les moins lumineuses. Le bulbe abrite de10 000 à 1 million d'étoiles.
Une galaxie posséde environ 200 milliards d'étoiles (l'univers compte encore plus de galaxies).
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L'univers abrite des centaines de milliards de galaxies |
Les galaxies effectuent un mouvement de rotation autour du centre. Ce mouvement est
à l'origine de la création des bras spiraux. La vitesse de rotation varie selon les galaxies.
Dans les bras se situent les grands nuages interstellaires (composés principalement
d'hydrogéne), c'est là que les étoiles de tous types se forment.
Dans les bras, la vitesse des étoiles est la même quelle que soit leur position
dans le disque. Donc les étoiles proches du bulbe effectuent une révolution
compléte plus rapidement que les étoiles situées loin du centre. Ce qui explique
que les bras présentent une forme enroulée.
Les étoiles les plus jeunes ou de courte durée de vie (géantes bleues) se situent
le long des bras spiraux dans des secteurs appelés amas stellaires ouverts.
Tandis que les étoiles qui vivent plus longtemps
(les rouges en particulier) sont concentrées dans le bulbe des galaxies
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galaxie-M18,située à 9 millions d'années lumière de la voie lactée (de nous), montre bien l'existence de ses 2 grands bras spiraux
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La voie lactée
La voie lactée a un diamétre de 100 000 années lumières (l'année lumière est une unité
de distance couramment utilisée en astrophysique. Elle correspond à la distance parcourue
par la lumiére en une année). Une épaisseur de
1 000 a.l dans les bras et 5 000 a.l au niveau du blbe.La vitesse
de rotation de ses bras spiraux est de 250 Km/s.Elle posséde quatre bras spiraux:
le bras externe dénommé: persée ; le bras interne dénommé: cygne
le bras intermédiaire dénommé: écu-croix ; et le bras spiral majeur dénommé: sagittaire-carène
Le soleil est situé sur cette dernière à 28 000 a.l du centre.
150 millards étoiles la composent. Dans le bulbe , recèle un objet compact de forte
masse qui pourrait étre un trou noir géant.
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Image de la voie l'actée
observée en infra rouge. |
2)Les trois grands types de galaxie.
Il existe trois grandes "familles" de galaxies différentiées
par leur taille; composition et leur forme.
1) Tout d'abord, les galaxies dites spirales. Elles représenteraient environ
80 % de la totalité des galaxies. Elles sont essentiellement constituées de
de gaz. La matiére qui la compose se situe principalement dans les
bras de la galaxie. Ces galaxies possédent un grand nombre de géantes bleues
conçues grâce à la présence abondante de matière noire.
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Ici, la galaxie NGC 1232 On distingue nettement les jeunes étoiles (les bleues) dans les bras de la galaxie. Et les vieilles (en jaune) au centre de la galaxie. |
notre galaxie (la voie lactée) se classe dans cette catégorie
2) Le second grand type est appelé : éliptique Elles représentent 15 % des galaxies.
On ne trouve presque pas de gaz ou de poussière dans ce type de galaxies. Leur taille
est très variable , les plus étendues font partie des galaxies les plus grandes de l'univers.
Ne possédant que trés peu de gaz , elles ont beaucoup de vieilles étoiles et
peu d'étoiles jeunes qui consomment énormément de gaz (comme les géantes bleues).
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La galaxie du sombrero fait partie des galaxies éliptiques. |
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3) Enfin, les galaxies irrégulières, qui ne constitueraient que 5 % des galaxies, sont
les plus petites galaxies qui existent (Les plus grandes d'entres elles ne dépassent pas les
35 000 a.l). Les étoiles qui la constituent sont principalement
bleues. Les galaxies irrégulières ne possédent pas une structure organisée
comme les deux autres types. Elles sont formées par des étoiles jeunes ;on en déduit
qu'elles contiennent beaucoup de gaz et de poussière.
3)Amas et collisions de galaxies.
L'univers, est composé de centaines de milliards de galaxies.
Grâce a l'action de la gravité (qui est également à l'origine de la formation des galaxies),
les Galaxies sont attirées les unes vers les autres. Il se forme alors des grands groupes de galaxies
appelés amas (voir superamas pour les endroits qui regroupent plusieurs amas!!).
Parfois, l'action de la gravité sur les galaxies entraine des collisions de galaxies.
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Ici, deux galaxies entrent en collision, leurs bras se déforment et s'entremélent |
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Les amas observés sont généralement très éloignés de nous. De telle manière que nous
les voyons tels qu'ils étaient il y a des millions voir des milliards
d'années (le temps que la lumière parvienne jusqu'à nous).
Or, selon la théorie du big-bang, l'univers est de moins en moins dense.
Les collisions observées avaient donc lieu a une époque ou l'univers était plus dense que de
nos jours. La matière étant plus regroupée, les collision étaient, par
conséquent plus nombreuses dans le passé qu'actuellement.
L'amas MS 1054-03 est situé à 8 milliards d' a.l. Les galaxies observées dans
cet amas sont vues comme elles étaient il y a 8 milliards d'années.
La collision ci-dessous est terminée depuis déja quelques milliards d'années.
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Dans l'amas MS 1054-03, ces deux galaxies sont irrémédiablement attirées à cause de leur masse. |
La voie lactée est située dans un petit amas d'une trentaine de membres.
Sa masse totale avoisine les 650 milliards de fois la masse du soleil.
(Petit calcul :la masse du soleil est de 2 x 10^27 tonnes
soit 2x10^27 x 65x10^7 = 1.3^36 tonnes. notre amas pése 1.3x10^36 tonnes !!
Et cela pour un petit amas.)
Sa taille reste modeste face à la taille de l'univers. l'amas fait 7 millions d' a.l.
alors que la taille de l'univers est de 15 milliards d' a.l.
Certains amas regroupent des milliers de galaxies.
L'amas Abell 2218 en fait partie. Il est si massif qu'il courbe la lumière émise derrière lui.
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Les collisions entrainent parfois
la déformation totale des galaxies. |
La voie lactée et la galaxie d'andromède sont les deux galaxies les plus
grosses de notre ama. Elles sont inexorablement attirées l'une vers l'autre
à la vitesse de 275 Km/s. A cette vitesse, les deux galaxies entrerons
en collision dans 4 à 5 milliards d'années. John Dubinski a simulé,
sur un des ordinteur les plus puissants, cette collision.
Vous pouvez télécharger la vidéo (1M; résolution 160 x 120)
