Skip to main content
Global

28 : L'évolution et la distribution des galaxies

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    192313

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Comment et quand se sont formées des galaxies comme notre Voie lactée ? Lequel s'est formé en premier : étoiles ou galaxies ? Pouvons-nous voir des preuves directes des changements que subissent les galaxies au cours de leur vie ? Dans l'affirmative, qu'est-ce qui détermine si une galaxie va « grandir » pour devenir spirale ou elliptique ? Et quel est le rôle de « la nature contre la culture » ? En d'autres termes, dans quelle mesure le développement d'une galaxie est déterminé par son apparence à sa naissance et quelle est l'influence de son environnement ?

    Les astronomes d'aujourd'hui disposent des outils nécessaires pour explorer l'univers presque à ses débuts. Les nouveaux télescopes gigantesques et les détecteurs sensibles construits au cours des dernières décennies permettent d'obtenir à la fois des images et des spectres de galaxies si éloignées que leur lumière se déplace pour nous atteindre depuis plus de 13 milliards d'années, soit plus de 90 % du chemin depuis le Big Bang : nous pouvons utiliser la vitesse limitée de la lumière et vaste étendue de l'univers en tant que machine à remonter le temps cosmique permettant d'observer la formation et l'évolution des galaxies au fil du temps. L'étude détaillée de galaxies si éloignées constitue toujours un défi majeur, en grande partie parce que leur distance les rend très faibles. Cependant, les grands télescopes actuels au sol et dans l'espace rendent enfin cette tâche possible.

    • 28.1 : Observations de galaxies lointaines
      Lorsque nous observons des galaxies lointaines, nous regardons dans le temps. Nous avons maintenant vu les galaxies telles qu'elles étaient lorsque l'univers avait environ 500 millions d'années, soit seulement cinq pour cent de plus qu'aujourd'hui. L'univers a aujourd'hui 13,8 milliards d'années. La couleur d'une galaxie est un indicateur de l'âge des étoiles qui la peuplent. Les galaxies bleues doivent contenir un grand nombre de jeunes étoiles chaudes et massives. Les galaxies qui ne contiennent que de vieilles étoiles ont tendance à être rouge jaunâtre.
    • 28.2 : Fusions de galaxies et noyaux galactiques actifs
      Lorsque des galaxies de taille comparable entrent en collision et se rejoignent, nous appelons cela une fusion, mais lorsqu'une petite galaxie est engloutie par une galaxie beaucoup plus grande, nous utilisons le terme cannibalisme galactique. Les collisions jouent un rôle important dans l'évolution des galaxies. Si la collision implique au moins une galaxie riche en matière interstellaire, la compression du gaz qui en résultera provoquera une explosion de formation d'étoiles, conduisant à une galaxie à explosion d'étoiles. Les fusions étaient beaucoup plus courantes lorsque l'univers était jeune.
    • 28.3 : La distribution des galaxies dans l'espace
      Le dénombrement des galaxies dans différentes directions établit que l'univers à grande échelle est homogène et isotrope (le même partout et le même dans toutes les directions, à l'exception des changements évolutifs avec le temps). La similitude de l'univers partout est appelée principe cosmologique. Les galaxies sont regroupées en amas. La galaxie de la Voie lactée fait partie du groupe local, qui contient au moins 54 galaxies membres.
    • 28.4 : Le défi de la matière noire
      Les étoiles se déplacent beaucoup plus rapidement sur leur orbite autour du centre des galaxies, et les galaxies autour des centres des amas de galaxies, qu'elles ne le devraient selon la gravité de toute la matière lumineuse (étoiles, gaz et poussière) que les astronomes peuvent détecter. Cet écart implique que les galaxies et les amas de galaxies sont dominés par la matière noire plutôt que par la matière lumineuse normale. Les lentilles gravitationnelles et les rayons X émis par d'énormes amas de galaxies confirment la présence de matière noire.
    • 28.5 : La formation et l'évolution des galaxies et de la structure de l'univers
      Au départ, la matière lumineuse et noire de l'univers était distribuée de manière presque uniforme, mais pas tout à fait. Le défi des théories de formation des galaxies est de montrer comment cette distribution « pas tout à fait » uniforme de la matière a développé les structures (galaxies et amas de galaxies) que nous voyons aujourd'hui. Il est probable que la distribution filamenteuse des galaxies et des vides s'est construite au début, avant que les étoiles et les galaxies ne commencent à se former.
    • 28.E : L'évolution et la distribution des galaxies (exercices)

    Vignette : Les collisions et les fusions de galaxies influencent fortement leur évolution. Cette image montre les régions intérieures de ces deux galaxies, telles que prises par le télescope spatial Hubble. Les noyaux des galaxies jumelles sont les taches oranges situées en bas à gauche et en haut à droite du centre de l'image. Remarquez les bandes sombres de poussière qui se croisent devant les zones claires. Les amas d'étoiles rose vif et bleu sont le résultat d'une explosion de formation d'étoiles stimulée par la collision. (droit de crédit : modification des travaux de la NASA, de l'ESA et de l'équipe Hubble Heritage (STSCI/AURA) -ESA/Hubble Collaboration).