DE L'ASTRONOMIE : ciel lointain 5 : galaxies

Parues sur le fil Facebook du blog, voici quelques "brèves" supplémentaires

LE QUINTETTE DE STEPHAN (HCG 92)

   C'est l'astronome canadien Paul Hickson qui s'est tout spécialement intéressé aux groupes de galaxies dits "compacts", c'est à dire des galaxies suffisamment proches les unes des autres pour que les forces gravitationnelles bousculent chacune d'entre elles. Il en a décrit une centaine, regroupées sous l'acronyme HCG (Hickson Compact Group).

   Ces groupes offrent la particularité de montrer des galaxies bien particulières : véritables pépinières d'étoiles disposant d'énormes quantités de gaz diffus et possédant en leurs centres des noyaux actifs (trous noirs géants "avalant" la matière dans une débauche d'énergie et de lumière); on y trouve également une grande quantité de matière noire.

   Le plus célèbre de ces groupes est le HCG 92 surnommé le quintette de Stephan (en hommage à l'astronome français Édouard Stephan qui le découvrit en 1878). Dans le quintette, les forces de marée gravitationnelles bouleversent les structures originelles des galaxies en projetant d'immenses trainées et filaments d'étoiles sur des dizaines de milliers d'années-lumière alors qu'ailleurs on peut observer de gigantesques nuages de gaz et des tourbillons de matière. Les galaxies sont déformées, dilacérées et chaque "contact" provoque la création de millions d'étoiles nouvelles.

   À terme, il ne restera plus qu'une seule et unique galaxie.

pour en savoir plus : galaxies cannibales https://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-galaxies-cannib…

Image : le quintette de Stephan (HCG 92)
Sources : science-et-vie.com

GALAXIE ÉTRANGE

   Il existe différentes sortes de galaxies (spirales, lenticulaires, elliptiques, etc.) mais la galaxie du Condor (NGC 6872), visible dans la photo ci-après, est bien particulière en ce sens qu’elle s’allonge sur près de 530 000 années-lumière (la Voie lactée n’en fait que 100 000) et c’est d’ailleurs la raison pour laquelle elle fut dénommée selon le rapace des Andes à l’envergure si spectaculaire. Quelle peut donc être la raison de cette anomalie ?

   Située à 212 millions d’années-lumière du système solaire, dans la constellation du Paon (hémisphère austral), la galaxie du Condor est une spirale barrée, donc de structure plutôt classique. Sa forme est en réalité due au conflit qui l’oppose à la petite galaxie IC 4970 (qu’on peut voir juste au dessus d’elle et qui est 12 fois moins grosse) : les deux galaxies sont entrées en collision et ce sont les « effets de marée » provoqués par les forces de gravitation qui expliquent les images.

   Si on observe attentivement la photo, on s’aperçoit que le bras spiral de NGC 6872, (en haut, à gauche), est à dominante bleue ce qui veut dire qu’il est le siège de la naissance d’une foule immense de nouvelles étoiles, donc bleues, qui contrastent avec les étoiles bien plus anciennes, à dominante rouge, qui peuplent son centre galactique. Par rapport à ce noyau central, la formation de nouvelles étoiles est cinq fois plus élevée dans ce bras spiral nord-est (gauche de la photo).

   Bien entendu, les images que nous avons de cette galaxie datent de plus de deux cents millions d’années, un temps où sur Terre régnaient les grands sauriens. On peut parier que, depuis cette ancienne époque, bien d’autres étoiles se sont créées dans ces lieux troublés.

Pour en savoir plus, sur le blog : sujet «les galaxies» :
https://cepheides.fr/article-17726881.html

Image : la galaxie du Condor et sa petite compagne IC 4970
(sources : FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO)

LA GALAXIE DANS ERIDAN ET SA SUPERNOVA

   La galaxie de la photo ci-dessus est une magnifique spirale située en bordure de la constellation d’Eridan. Les scientifiques l’ont baptisée NGC 1309 et elle est connue depuis longtemps puisqu’elle a été découverte par l’astronome William Herschel en 1786. Située à 100 millions d’années-lumière de la Terre, elle s’étend sur 30 000 années-lumière, c’est-à-dire un peu moins de la moitié de la Voie lactée.

   Les bras spiraux de NGC 1309 sont à dominante bleutée alternant bandes de poussière et amas bleuâtres ce qui traduit évidemment la présence d’un nombre important d’étoiles nouvellement formées. A contrario, le centre de la galaxie est jaunâtre en raison de la présence de nombreuses étoiles âgées.

   NGC 1309 intéresse les scientifiques, non seulement en raison de la présence en son sein de plusieurs céphéides dont on sait que celles-ci servent à estimer les distances intersidérales mais également parce qu’elle renferme une supernova. Cette supernova (SN 2012Z) a été cataloguée comme appartenant à un type rare de supernova dit thermonucléaire. Le télescope spatial Hubble avait pris une photo en 2006 puis en 2013 et surprise…

   … sur la photo de 2013 se trouve une étoile à l’emplacement exact de la supernova ce qui est théoriquement impossible parce que la mort de ce type d’étoiles détruit intégralement la naine blanche à l’origine du phénomène. N’ayant pas d’explication véritable à avancer, les astronomes ont appelé l’étoile résiduelle une « étoile zombie ». En attendant la suite, on peut toujours admirer les autres galaxies en arrière-plan.

Pour en savoir plus sur les supernovas : novas et supernovas
 

Image : la galaxie près d'Eridan
sources : Hubble Legacy Archive, ESA, NASA

ENCORE PLUS DE GALAXIES !

   On a souvent dit qu’il y a plus d’étoiles dans le ciel que de grains de sable à la surface de la Terre (une métaphore validée par les calculs récents d’une revue scientifique). Dans cet exemple, notre galaxie, la Voie lactée, n’est qu’un petit bout de plage et l’un des grains de sable le Soleil…

   Jusqu’à présent, les scientifiques avaient avancé que l’univers était peuplé de 100 à 200 milliards de galaxies, chacune d’entre elles pouvant renfermer entre 100 et 200 milliards d’étoiles en moyenne (et probablement encore plus de planètes) : un nombre incompréhensible pour le cerveau humain !

   L’équipe du Pr Conselice (université de Nottingham, Grande Bretagne) nous apprend que les galaxies sont en réalité bien plus nombreuses : plus de dix fois les chiffres que nous venons d’évoquer, soit près de 2000 milliards !

   Le travail de ces scientifiques a consisté à colliger les données du télescope spatial Hubble, de construire ensuite des cartes 3D et, à partir de ces éléments qui ne concernent qu’environ 10% des Galaxies (les autres sont au-delà de la portée de nos télescopes), ils ont pu bâtir un modèle statistique qui a rendu ce résultat : les galaxies sont 10 fois plus nombreuses que ce que l’on pensait et, à part celles de notre groupe local, elles s’éloignent toutes de nous, dans toutes les directions et d’autant plus vite qu’elles sont déjà très lointaines.

   Dans cinq à dix ans, les télescopes géants actuellement en construction nous permettront de voir plus loin et, qui sait ?, de nous réserver d’autres surprises…

Pour en savoir plus : les galaxies (https://cepheides.fr/article-17726881.html)

Image : des galaxies partout, dans toutes les directions… 

Sources : astrosurf.com

UNE GALAXIE BIEN ÉTRANGE

   En braquant son optique à plus de 20 millions d'années-lumière dans la direction de la constellation des Poissons, le télescope Gemini nord (situé sur un volcan endormi de Hawaï, à plus de 4200 m d'altitude) a repéré cette galaxie (baptisée NGC 660) avec son look bizarre.

   On appelle ce type de galaxie (en réalité, très rare), une "galaxie à anneau polaire" parce que, comme on peut le voir sur l'image ci-après, une grande partie des étoiles et de la poussière de cette galaxie forme un anneau perpendiculaire au plan galactique principal. Quelle peut bien en être la raison de cette configuration plutôt curieuse ?

   Eh bien ,l'hypothèse la plus vraisemblable est qu'il s'agit de la capture d'une autre galaxie par la principale : après démembrement de la plus petite galaxie par les "forces de marée" gravitationnelles générées par la plus grosse des deux galaxies, les débris ainsi formés (des milliards d'étoiles comme le Soleil) se sont mis à graviter en anneau autour de l'axe de la galaxie principale.

   On sait que, selon la théorie actuellement en vigueur, chaque galaxie est probablement entourée par un halo de matière noire (matière à la composition totalement inconnue dont on ne fait que soupçonner indirectement la présence) ; du coup, cette configuration galactique exceptionnelle va peut-être permettre d'étudier l'action de la matière noire sur l'anneau polaire et peut-être pourrons-nous en savoir plus sur cet élément mystérieux…

   Précisons enfin que l'anneau polaire de NGC 660 s'étend quand même sur plus de 50 000 années-lumière puisqu'il est plus grand que le disque galactique lui-même : à titre de comparaison, le disque de notre propre galaxie, la Voie lactée, mesure environ 70 000 années-lumière dans sa plus grande longueur.

Pour en savoir plus sur notre propre galaxie, cliquer ici : https://cepheides.fr/…/02/de-l-astronomie-la-voie-lactee.html

Image : Gemini Observatory, AURA, Travis Rector (Univ. Alaska Anchorage) ; ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

CENTAURUS A, GALAXIE À NOYAU ACTIF

    La galaxie à noyau actif la plus proche de nous est Centaurus A, située à 13,7 millions d'années-lumière. Mais ce type de galaxies, c'est quoi en réalité ? Eh bien, des galaxies dont les noyaux centraux sont particulièrement lumineux et, par voie de conséquence, le siège d'activités énergétiques intenses. Historiquement, on a classé ces galaxies spéciales en trois catégories : les radiogalaxies, les galaxies de Seyfert et les quasars. En réalité, on est à présent à peu près certain qu'il s'agit du même type d'objets vus sous des angles et à des stades différents... Elles représentent à peu près 5% de l’ensemble des galaxies.

   Mais revenons à Centaurus A. Également connue sous le nom de NGC 5128, elle a été découverte en 1847 par l'astronome anglais John Herschel (qui découvrit des milliers d'objets astronomiques). On pense qu'elle est le résultat de la fusion de deux galaxies plus petites d'où le salmigondis d'étoiles et de poussière qui la caractérise. On peut cependant distinguer son bulbe central riche en vieilles étoiles rouges tandis que le disque qui l'entoure est le siège de la formation de nombreuses nouvelles étoiles bleues éparpillées au fil des volutes de poussière sombre (plus de cent pouponnières d'étoiles ont été identifiées).

  Toutefois, au centre, des débris cosmiques divers sont engloutis par un gigantesque trou noir central d'un poids estimé à 1 milliard de fois celui du Soleil... expliquant le "noyau actif" de la galaxie… et les fantastiques émissions de rayons X, radio et gamma, tous phénomènes faisant partie des événements parmi les plus violents de l'Univers, comme le prouvent les jets de gaz qui vont bien au delà du disque galactique de Centaurus A.

Sur le blog, pour en savoir plus : les trous noirs (https://cepheides.fr/article-20474036.html)

Image Crédit & Copyright: Fabian Neyer (ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.)

GALAXIES RELIÉES

   Plus on regarde loin dans l'univers, plus on aperçoit de galaxies (photo ci-dessus de l'univers lointain par le télescope spatial Hubble). Il y en ainsi des milliards, chacune d'entre elles renfermant des centaines de milliards d'étoiles comme notre Soleil.

   Hubble a ici focalisé son attention sur un groupe galactique lointain, baptisé SDSS J1531 3414, dans la direction de la constellation de la Couronne boréale mais évidemment bien plus éloigné que les étoiles qui composent cette constellation et qui appartiennent, elles, à notre propre galaxie. En observant attentivement l'image, on voit deux points centraux qui sont deux galaxies elliptiques lointaines. Elles sont entourées de minces filaments bleutés qui sont en réalité les images de galaxies encore plus lointaines déformées par l'effet de loupe gravitationnelle dû à la courbure de l'espace.

   En revanche, le mince tortillon bleu qui les relie est un pont gravitationnel : leur attraction réciproque explique cet "effet de marée" et, de ce fait, cette puissante force de gravitation engendre la création intergalactique de millions de nouvelles étoiles expliquant l'aspect bleuté du filament. Ce pont, long d'environ 100 000 années-lumière, est composé d'amas d'étoiles distants chacun d'environ 3 000 années-lumière donnant l'impression d'un "chapelet de perles" tordu en "tire-bouchon" par les vents gravitationnels : les deux galaxies commencent en fait à échanger de la matière…

   Les astronomes s'intéressent tout particulièrement à ce type d'images, espérant avancer dans la compréhension de la formation des étoiles.

Sur le blog, pour en savoir plus : « galaxies cannibales » (https://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-galaxies-cannib…)

Image Crédit : NASA, ESA, G. Tremblay (ESO) et al.;
 

LA PLUS LOINTAINE DU GROUPE LOCAL

   Les milliards de galaxies qui peuplent l'Univers s'éloignent de nous. Toutes ? Pas tout à fait : une cinquantaine d'entre elles (dont la galaxie d'Andromède) sont liées à notre Voie lactée par les forces gravitationnelles (ce qui est impossible pour les autres qui sont trop éloignées). Ce groupe d'environ cinquante galaxies dont la nôtre est appelé le groupe local.

   À environ 3 millions d'années-lumière de nous, en regard de la constellation de la Baleine, on peut apercevoir une galaxie naine solitaire baptisée WLM, du nom des trois astronomes, Wolf, Lundmark et Melotte, qui l'ont découverte. Elle est si éloignée que, pour certains scientifiques, elle n'a peut-être jamais interagi avec les autres galaxies du groupe. Pour d'autres (les plus nombreux), elle fait bien partie de notre groupe tant les distances avec les autres galaxies de l'Univers sont encore plus gigantesques et du fait qu'elle ne s'éloigne pas de nous.

   Quoi qu'il en soit, elle possède bien des lieux de formation d'étoiles trahis par leur teinte rosée tandis qu'on trouve à proximité des flopées d'étoiles jeunes et bleues. En revanche, le halo central (d'environ 8000 années-lumière) est, comme cela est prévisible, composé d'étoiles plus anciennes dont la coloration globale tend vers le rouge.

   À terme, WLM rejoindra l'énorme galaxie qui sera formée par la jonction des galaxies du groupe local mais dans bien longtemps puisque la fusion de la Voie lactée et d'Andromède n'est pas prévue avant 3 à 4 milliards d'années : la supergalaxie résultante (déjà baptisée Milkdromeda - en français, Milkomède) pourra alors "attirer" WLM pour l'inclure dans sa population centrale de milliers de milliards d'étoiles...

Image : la galaxie WLM photographiée par l'OmegaCam de l'Observatoire européen austral du Paranal
Crédits : ESO, VST/Omegacam Local Group Survey

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mise à jour : 22 mars 2023