Galaxies

Qu'est-ce qu'une galaxie ?

Une galaxie est un gigantesque ensemble d'étoiles, de gaz, de poussière et de matière noire, maintenu par la gravité. La matière noire est une substance invisible qui n'émet pas de lumière mais dont on peut mesurer l'attraction ; elle forme l'essentiel de la masse d'une galaxie.

Les galaxies vont des naines de quelques millions d'étoiles aux géantes de plus de mille milliards. La plupart des grandes galaxies abritent un trou noir supermassif en leur centre.

Il y a encore un siècle environ, beaucoup d'astronomes pensaient que la Voie lactée constituait tout l'Univers. Dans les années 1920, Edwin Hubble a montré que certaines « nébuleuses » floues étaient en réalité des galaxies distinctes, bien au-delà de la nôtre.

Notre maison : la Voie lactée

La Voie lactée est une galaxie spirale barrée : un disque plat en rotation, avec des bras spiraux enroulés autour d'une barre centrale d'étoiles. Elle mesure environ 100 000 années-lumière de diamètre et contient à peu près 100 à 400 milliards d'étoiles.

Le Soleil se trouve à environ 26 000 années-lumière du centre, dans un bras secondaire appelé bras d'Orion. Filant à environ 830 000 km/h, il met environ 230 millions d'années pour boucler un tour de la galaxie.

Comme nous sommes à l'intérieur du disque, nous le voyons par la tranche, sous la forme d'une bande pâle et lumineuse qui traverse le ciel. Cette bande est la lumière cumulée de milliards d'étoiles lointaines, entrecoupée de bandes sombres de poussière.

Voir la bande de la Voie lactée

Il faut un ciel vraiment noir, loin des lumières des villes et sans Lune. Laissez à vos yeux 20 à 30 minutes pour s'adapter et évitez de regarder l'écran de votre téléphone.

Aux latitudes moyennes de l'hémisphère Nord, la partie la plus brillante de la bande, en direction du centre galactique dans le Sagittaire, se voit le mieux de mai à août environ, au plus haut vers minuit en juin et juillet. En hiver, on distingue encore une portion plus faible qui traverse Cassiopée, Persée et Orion.

Une photo en pose longue montrera bien plus de détails que vos yeux, mais la voir en vrai pour la première fois est une expérience difficile à oublier.

Les types de galaxies

Les galaxies spirales ont un bulbe central brillant et un disque plat portant des bras où naissent de nouvelles étoiles. Beaucoup, comme la Voie lactée, possèdent une barre d'étoiles en leur milieu.

Les galaxies elliptiques sont des nuages lisses, ronds ou en forme d'œuf, d'étoiles surtout vieilles et rougeâtres, avec peu de gaz restant pour en former de nouvelles. Les plus grandes galaxies connues sont des elliptiques géantes, souvent au cœur des amas de galaxies.

Les galaxies irrégulières n'ont pas de forme nette, souvent parce que la gravité d'une voisine les a déformées. Le Grand et le Petit Nuage de Magellan, visibles depuis l'hémisphère Sud, en sont des exemples bien connus.

Andromède et le Groupe local

La Voie lactée appartient à une petite bande de galaxies appelée le Groupe local, étendue sur environ 10 millions d'années-lumière. Elle compte plus de 80 membres connus, surtout de petites galaxies naines.

Les deux plus grands membres sont la Voie lactée et la galaxie d'Andromède, aussi appelée M31. Andromède est une spirale située à environ 2,5 millions d'années-lumière, un peu plus grande que notre galaxie. La troisième plus grande est la galaxie du Triangle, M33.

Andromède se rapproche de nous à environ 400 000 km/h. Pendant des années, les astronomes ont prévu une collision frontale et une fusion d'ici 4 à 5 milliards d'années. Une étude de 2025 fondée sur les données de Hubble et de Gaia, qui tenait aussi compte de l'attraction de M33 et du Grand Nuage de Magellan, a trouvé environ une chance sur deux de fusion dans les 10 prochains milliards d'années. La collision est donc possible, mais n'est plus certaine.

Même si elle a lieu, les étoiles sont si éloignées les unes des autres que presque aucune ne se percuterait. Les deux galaxies se mêleraient lentement, probablement en une grande elliptique.

Combien y a-t-il de galaxies ?

Les astronomes estiment leur nombre en prenant des images très profondes de minuscules portions du ciel, en comptant les galaxies, puis en extrapolant. Les champs profonds de Hubble, à partir des années 1990, ont révélé des milliers de galaxies dans des zones bien plus petites que la pleine Lune. Le premier champ profond de Webb, en 2022, en a montré des milliers d'autres dans une zone de la taille d'un grain de sable tenu à bout de bras.

Les estimations pour l'Univers observable vont d'environ 200 milliards jusqu'à 2 000 milliards de galaxies, selon le nombre de petites galaxies faibles prises en compte. Le télescope spatial James Webb, lancé en 2021, voit aujourd'hui des galaxies formées seulement quelques centaines de millions d'années après le Big Bang et aide à affiner ces chiffres.

Comment observer Andromède vous-même

Andromède est l'objet le plus lointain que la plupart des gens peuvent voir à l'œil nu. Depuis un site sombre, elle ressemble à une faible tache allongée, plus grande qu'on ne l'imagine.

Dans l'hémisphère Nord, elle se voit le mieux les soirs d'automne, de septembre à décembre environ. Repérez le grand carré de Pégase, puis suivez la ligne d'étoiles qui part de son étoile d'angle, Alphératz, vers Cassiopée. Andromède se trouve juste au-dessus de la deuxième de ces étoiles, Mirach.

Des jumelles facilitent beaucoup les choses : vous verrez son noyau ovale et brillant. Un petit télescope peut montrer ses deux galaxies compagnes, M32 et M110. La lumière que vous voyez a quitté Andromède il y a environ 2,5 millions d'années.