Les galaxies

Une galaxie est un ensemble d'étoiles, de poussières et de gaz interstellaires dont la cohésion est assurée par la gravitation.
Les galaxies présentent une grande diversité de taille (entre 2.000 et 500.000 années-lumière de diamètre) et de forme.
Le rayonnement provenant des galaxies permet de répartir ces dernières en galaxies normales et galaxies actives, parmi lesquelles se trouvent les quasars. Les regroupements de galaxies que l'on observe dans l'univers sont appelés amas et superamas. La galaxie à laquelle appartient le système solaire est la Voie lactée. La grande galaxie la plus proche de la Voie lactée, Andromède, est située à 2,3 millions d'années-lumière.
Notre galaxie possède toutefois deux petites galaxies satellites (le grand et le petit Nuages de Magellan) situées respectivement à environ 150.000 et 200.000 années-lumière.
Voilà moins d'un siècle que l'on est sûr que des objets comme la galaxie d'Andromède ou M87 sont bien des concentrations d'étoiles similaires à la Voie lactée, mais n'en faisant pas partie.
Confirmant les intuitions de Thomas Wright et Emmanuel Kant, cette découverte a été faite par Edwin Hubble au début des années 1920. Plus tard, l'astronome et cosmologiste donna même une classification des galaxies, censée représenter un schéma évolutif.
La séquence de Hubble n'est plus considérée comme telle aujourd'hui mais on continue à présenter la classification morphologique des galaxies qu'elle constitue.
Elle comporte trois grands types. Il y a les spirales, contenant d'importantes quantités de gaz et de poussières, avec un disque où l'on trouve de jeunes étoiles et un bulbe plus ou moins important contenant des vielles étoiles.
Viennent ensuite les elliptiques, principalement constituées de vieilles étoiles et pauvres en gaz et poussières, qui ont une structure sphéroïdale. Et enfin les irrégulières, de plus petite taille et riches en jeunes étoiles.

Les galaxies elliptiques

Les galaxies elliptiques présentent une forme sphérique ou ovale sans structure interne et de brillance à peu près uniforme. Les étoiles en leur sein vont et viennent dans tous les sens de façon désordonnée.
Si elles n’étaient pas en mouvement, elles finiraient par tomber vers le centre de la galaxie et celle-ci s’effondrerait sous sa propre gravité, mais du fait de leur mouvement, les étoiles sont soumises à une force centrifuge qui les empêche de tomber vers le centre. Les galaxies elliptiques sont principalement composées d’étoiles vieilles et rouges et sont plus ou moins dépourvues d’astres jeunes et massifs. Elles ne contiennent qu’une très faible quantité de gaz et de poussières et le milieu interstellaire est donc pratiquement inexistant. Ces deux faits sont liés puisque le gaz est l’ingrédient nécessaire à la formation d’étoiles. S’il est absent, aucune étoile nouvelle ne peut se former et toutes les étoiles présentes se sont donc formées à une époque où le gaz interstellaire était encore disponible. Ce sont nécessairement des astres à durée de vie très longue, donc peu massifs et rouges.

Les galaxies spirales

Les galaxies spirales sont plus complexes. Elles sont essentiellement constituées de deux éléments : un noyau sphérique entouré d’un disque de matière dans lequel apparaît une structure spirale.
Il y a une grande diversité de forme, depuis un noyau énorme entouré de petits bras spiraux jusqu’à un noyau minuscule avec des bras très longs.
Cette classe de galaxies se subdivise encore en deux groupes : les spirales normales, dans lesquelles les bras se développent directement à partir du noyau, et les spirales barrées qui présentent une grande barre centrale dont les extrémités sont le point de départ des bras (c’est le cas de notre Galaxie).
Pour les galaxies spirales, ce n’est pas une agitation interne aléatoire qui empêche l’effondrement gravitationnel, mais une rotation globale de la galaxie.
Chaque étoile tourne en rond autour du noyau et c’est ce mouvement orbital qui donne naissance à une force centrifuge. La rotation globale de la galaxie est également responsable de l’aplatissement de l’ensemble et de la formation du disque. Les spirales possèdent des étoiles de tous les âges et de toutes les masses, ainsi qu’une grande quantité de gaz et de poussières. Là aussi les deux faits sont liés puisqu’un milieu interstellaire riche signifie qu’il y a encore suffisamment de matière pour former de nombreuses étoiles, d’où la présence d’astres jeunes et massifs.
Cela n’est cependant vrai que dans les bras spiraux et, pour cette raison, les bras apparaissent plus brillants et se détachent du reste pour donner à la galaxie son aspect caractéristique.

Les galaxies lenticulaires

Entre spirales et elliptiques existe un cas intermédiaire, celui des galaxies lenticulaires. Comme les spirales, celles-ci possèdent un noyau volumineux et un disque, mais, comme les elliptiques, elles sont démunies de bras spiraux et possèdent un milieu interstellaire relativement pauvre.

Les galaxies irrégulières

Il existe enfin une dernière catégorie, celle des galaxies irrégulières, qui contient toutes les galaxies qui n’entrent pas dans les trois groupes précédents.
Ces galaxies présentent un aspect la plupart du temps difforme et sont très riches en gaz et en poussières. Elles peuvent être classées en deux groupes.
D’abord les galaxies ayant un aspect irrégulier mais dont la distribution de matière est en fait très régulière, comme par exemple les Nuages de Magellan.
Celles-ci sont aujourd’hui considérées comme des spirales qui n’ont pas réussi à achever leur formation.
Le deuxième type est celui des galaxies véritablement irrégulières, autant du point de vue visuel que de celui de la répartition de matière. Cette irrégularité peut avoir diverses origines comme une forte activité dans le noyau ou bien une collision passée avec une autre galaxie.