Une Galaxie est un système formé de plusieurs millions à plusieurs milliards d’étoiles auxquelles s’ajoutent des nuages de gaz et matière interstellaire qui graviteraient autour d’un trou noir supermassif.

L'Origine des Galaxies

     "Galaxie" vient du grec galaxias : cercle de couleur de lait, Voie Lactée.

      Selon la Théorie du Big Bang, vers t= 300.000 ans (soit 300.000 ans après le top départ !) l’Univers opaque devient transparent à la suite du découplage de la matière et du rayonnement. Cet événement correspond aussi au Fond de Rayonnement Cosmologique (le « cri de l’Univers »), cette frontière de notre Univers observable.

La structure de ce rayonnement radio diffus a été étudié tout d’abord grâce au satellite « Cobe » estimant la forme générale de celui-ci (ci-contre, en haut), puis grâce au détecteur ballon « Boomerang » amplifiant de 35 fois les détails de fond (en bas).       Ces documents sont un peu comme des cartes complètes du ciel le plus lointain que l'on puisse observer..

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La Formation des Galaxies

     Le processus de formation des Galaxies reste encore mal connu. On pense que toutes les Galaxies ont le même âge, et qu'elles seraient nées quelques centaines de millions d'années après le Big Bang. Il semblerait qu'au début de leur existance, elle n'abritent pas d'Etoiles, seulement de la matière dispercée dans l'Espace.


Un scénario possible serait celui-ci (Théorie Khrônos Terre):

     Tandis que l'Univers, immense magma de particules, s'étend en terme de volume, sa température baisse et des déséquilibres s'opèrent dans son contenu. Il existe des passages de transition locaux où les conditions de température et de pression seront optimales pour déclencher les premières réactions de fusion nucléaire des noyaux d'Hydrogène tels qu'ils se produisent au coeur des Etoiles (séquence principale). Ce seront les pré-Galaxies.

     Imaginons que de gigantissimes amas d'Hydrogène (principalement) s'effondrent sur eux-même un peu partout dans l'Univers, créant dans cet élan une première génération d'objet de grande taille, sorte de super-étoile de taille galactique, les Quasars !! Ceux-ci vont se mettre en rotation et prendre une forme elliptique.

     Ces Quasars, du fait de leur masse énorme, aurait eu une vie très courte, ils auraient développé un noyau instable à cause des contitions extrêmes, noyau très rapidement effondré sur lui-même, générant la structure galactique de base, c'est-à-dire un noyau super-massif de type trou noir, autour duquel vont graviter des nuages de matière.

     Dans le cas des Quasars les plus gros, des éjections de nuages d'Hydrogène (les futures grandes masses interstellaires) se font dans un plan spacial déterminé dans plusieurs directions, ce seront les bras spiraux de nos Galaxies spirales. Les Quasars plus petit prendront une forme elliptique.

     De là, les premières générations d'Etoiles vraies vont se mettre en place, par réaction en chaîne, à partir du centre de la nouvelle Galaxie vers l'extérieur.

     Les observations de la "zone-période" entre le Fond de Rayonnement Cosmologique (13,7GA) et les Quasars les plus lointains (13GA), c'est à dire le moment de mise en place des structures galactiques, ne donnent pas encore de résultats.

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Les Galaxies "Classiques"

      C'est l'astronome américain Edwin Powell Hubble (1889-1953) qui prouva l'existence de Galaxies autres que la Voie lactée. Il classifia les Galaxies en 3 formes principales: elliptique, spirale et irrégulière (cette dernière est non présente ci-dessous) selon leur forme.

     On observe fréquemment des ensembles formés de deux ou plusieurs Galaxies (50 % au moins des galaxies font partie de tels systèmes). En outre, certaines grosses Galaxies possèdent souvent des Galaxies satellites plus petites (notre Galaxie a deux galaxies satellites: les deux Nuages de Magellan, peut-être plus..).
 

Les Galaxies Elliptiques

      Elles ont l'aspect de disques plus ou moins aplatis, sans aucune structure apparente. Elles représentent environ 15 % de l'ensemble des Galaxies. On désigne ces Galaxies par des symboles allant de E0 à E7, selon leur degré d'aplatissement apparent. Les Galaxies elliptiques de type E0 sont presque circulaire et sont les plus brillantes. Les Galaxies elliptiques les plus communes sont des Galaxies naines, constituées de seulement quelques milliers ou millions d'étoiles dans un diamètre de l'ordre de 6 000 al, alors que les géantes peuvent contenir des centaines de milliards d'étoiles dans un diamètre de 300 000 al.

      Les Galaxies lenticulaires, de symbole S0, diffèrent peu des elliptiques, elles présentent en plus un début de structure. Elles sont constituées d'un disque aplati, d'une condensation centrale et d'une vaste enveloppe extérieure, mais ne montrent pas encore de structure spirale.

     Les étoiles des Galaxies elliptiques, comme celles des lenticulaires, ont plus de 5 milliards d'années. Ce sont des étoiles «vieilles». À quelques exceptions près, il existe peu d'indices de la présence d'étoiles jeunes ou d'un gaz interstellaire pouvant donner naissance à une autre génération d'étoiles
 

Les Galaxies Spirales

     Souvent plus brillantes, elles sont composées d'une condensation centrale, le bulbe, et d'un disque entouré d'un faible halo. Le disque présente une structure spirale caractéristique. Les Galaxies spirales vont du type Sa, avec des bras peu ouverts et un gros noyau central, au type Sd, avec des bras très ouverts et un petit noyau central (la Galaxie d'Andromède et notre Galaxie appartiennent à la catégorie Sb).

      Les Galaxies spirales barrées ont une structure analogue aux Galaxies spirales avec, en outre, une barre rigide d'étoiles et de matière qui traverse le noyau central, et des bras spiraux se greffant sur les extrémités de cette barre. L’origine de la barre est très mal connue. Elles sont classées SBa, SBb, SBc, SBd dans le sens de l'ouverture croissante des bras.
 

Les Galaxies Irrégulières

      Elles n'ont pas de noyau ni de structure bien définie, elles sont notées Irr. Les Galaxies de type Irr I donnent l'impression de posséder des bras spiraux ayant été détruits et ne formant plus qu'un ensemble confus de matière. Les Galaxies de type Irr II ont une structure totalement dépourvue d'ordre et sont souvent actives. Elles sont riches en gaz, en nuages moléculaires, en poussières et en étoiles jeunes très brillantes.

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Galaxies Actives et Quasars

      Parmi les milliards de Galaxies visibles grâce aux télescopes modernes, 1 % d'entre elles ont un noyau très lumineux, aussi lumineux à lui seul que la Galaxie tout entière. On les désigne sous le nom de «Galaxies à noyau actif». Les noyaux actifs de Galaxies peuvent être observés dans tous les domaines de longueur d'onde: radio, infrarouge, visible, ultraviolet et X.
 

Les Radio-Galaxies

Découvertes en 1954 grâce aux progrès de la radioastronomie, elles émettent autant d'énergie dans le domaine radio que dans le domaine optique. Ce sont des Galaxies elliptiques géantes, souvent associées à des sources de rayonnement X intense. La puissance émise par ces Galaxies est de l'ordre de 1038 à 1040 watts, soit 10 à 1000 fois la luminosité totale de la Voie Lactée.      Un exemple spectaculaire de Radio-Galaxie est M 87, Galaxie centrale de l'amas de la Vierge, appelée aussi Virgo A. C'est une Galaxie géante qui présente un jet bleuté de lumière polarisée jaillissant du noyau et s'étendant jusqu'à plusieurs milliers d'années-lumière. Le noyau de cette Galaxie pourrait être un trou noir supermassif de plusieurs milliards de masses solaires.       Un grand nombre de Radio-Galaxies présentent un aspect caractéristique à deux lobes, avec deux régions émettant en radio situées de part et d'autre de la Galaxies centrale visible ; celle-ci est le plus souvent une Galaxies elliptique et peut contenir une source radio compacte en sont centre. (ci-contre, DA 240, dont chacun des lobes mesure environ 3 millions d'années-lumière !!)

Les Galaxies de Seyfert

Elles font partie d'une catégorie de Galaxies identifiées pour la 1ère fois en 1943 par l'astronome américain Carl Seyfert (1911-1960). Ce sont des spirales et des spirales barées, avec des noyaux extrêmement brillants et des bras peu importants.       Sur des photographies à pose courte, elles ressemblent plutôt à des étoiles, parce que la plus grande partie de la lumière qu'elles émettent provient de leur noyau compact.

      La plupart des Seyfert sont des sources infrarouges intenses (provenant sans doute de poussières chauffées) ; certaines émettent aussi en rayon X, mais elles sont peu actives dans le domaine radio. Leur source radio centrale est généralement trop petite pour être résolue par les techniques existantes et présente des variations rapides. L'analyse des raies d'émission dues au gaz ionisé de leur noyau indique la présence de nuages de gaz se déplaçant à des vitesses de plusieurs milliers de kilomètres par seconde.
 

Les Objets de type BL Lacertae

BL Lacertae est une Galaxie active qui fut d’abord classé, en 1941, parmi les étoiles variables mais, en 1968, on découvrit que c’était une puissante radiosource et on a, depuis, donné son nom à un type de Galaxies actives. On pense que les objets de type BL Lacertae sont, en fait, les noyaux très lumineux de Galaxies actives elliptiques.

      Leur spectre présente la particularité d’être dépourvu de raies, ce qui tendrait à prouver que le noyau galactique actif n’est pas environné de gaz car il ne pourrait y avoir, dans ce cas, ni absorbtion ni émission atomique. En revanche, le rayonnement observé dans le spectre visible est fortement polarisé et on pense qu’il pourrait être dû à une émission de synchrotrons générée par des électrons décrivant des spirales dans des lignes de champ magnétique.
 

Les Quasars

      Ils semblent être des noyaux de Galaxie dans un stade d’activité très intense. Il sont des milliers de fois plus lumineux que le reste de la Galaxie dont ils font partie, ils sont détectables à des distances considérables (ci-dessous, le quasar 3C 273). Le décalage vers le rouge peut être si important que des raies émises dans l'ultraviolet sont observées dans le domaine visible. Les quasars restent les objets visibles les plus lointains.

      Actuellement, SDSS 1044-0125 est le Quasar le plus lointain, il a été découvert en Février 2000 grâce au satellite européen XMM-Newton avec un redshift de 5,80 (z = niveau du décallage vers le rouge des raie d'absorption), ce qui signifie qu'il se trouve à une époque où l'Univers avait environ 1 milliard d'années, soit il y a entre 12,5 et 13GA..

      Quelques astrophysiciens pensent qu'un Quasar pourrait être un Trou noir super-massif. Une masse équivalente à une centaine de millions de Soleils, enfermée dans un volume dont le rayon serait à peu près la distance entre la Terre et le Soleil. Un tel objet attirerait irrésistiblement vers lui tout ce qui existe dans son voisinage. L'accélération prodigieuse de la Matière tombant vers le Trou noir la chauffe jusqu'à l'incandescence, ce qui serait la cause de l'intense lumière dégagée, jusqu'à nous !
 

Les Blazars

La plus active des Galaxies actives a son nom forgé par la contraction du nom BL Lacertae et du mot Quasar; ces deux types d'objets sont assimilables à des Blazars si leur spectre électromagnétique présente de brutales variations dans le domaine du visible. D'après la théorie qui tend à unifier l'origine des Galaxies actives, l'activité des blazars serait due à des flux de gaz issus des noyaux galactiques actifs se propageant à une vitesse voisine de celle de la lumière en direction de la Terre.

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La Rotation des Galaxies Spirales

      Contrairement au cas du Système Solaire où la vitesse des planètes autour du Soleil dépend de leur distance à celui-ci, dans les Galaxies Spirales, la vitesse orbirale des étoiles (en kilomètre par seconde) augmente avec leurs distances au centre galactique (en kiloannées-lumière).

      Les astronomes ont conclu que la masse d'une Galaxie n'est pas aussi centralement concentrée que la masse dans le Système solaire. Une grande partie de la masse d'une Galaxie est excentrée, mais la matière correspondante est si peu lumineuse qu'elle n'a été détectée que par son attraction gravitationnelle. L'étude des vitesses des étoiles dans les Galaxies extérieures a confirmé qu'une grande partie de la masse de l'Univers est constituée de matière sombre.