Les Galaxies

Types et morphologie

Il y a trois grands types de galaxies : les elliptiques, les spirales, et les irrgulires. Une description dtaille des diffrents types de galaxies base sur leur apparence est tablie par la squence de Hubble. Puisque la squence de Hubble est entirement base sur la caractristique morphologique visuelle, il arrive qu'elle ne tienne pas compte de caractristiques importantes telles que le taux de formation d'toiles (dans les galaxies starburst) ou l'activit du noyau (dans les galaxies actives). l'poque de la ralisation de sa classification, Hubble pensait que les diffrents types de morphologies galactiques correspondaient un degr d'volution variable de ces objets, partant d'un tat sphrique sans structure (type E0), puis s'aplatissant progressivement (type E1 E7), avant de produire les bras spirals (types Sa, Sb, Sc, ou SBa, SBb, SBc). Cette hypothse d'volution a depuis t totalement invalide, mais la dnomination en termes de " galaxie prcoce " (early-type galaxy en anglais) pour les elliptiques et " galaxie tardive " (late-type galaxy) pour les spirales est par contre, toujours usite.

Les galaxies elliptiques

Le systme de classification de Hubble compte les galaxies elliptiques sur base de leur excentricit (c'est--dire de l'aplatissement de leur image projete sur le ciel), allant de E0 (pratiquement sphrique) E7 (fortement allonge), le chiffre suivant le " E " correspondant la quantit Formule d'excentricit des galaxies, où a et b sont le demi grand axe et le demi petit axe de la galaxie telle qu'elle est observe. Ces galaxies ont un profil ellipsodal, leur donnant une apparence elliptique quel que soit l'angle de vue. Leur apparence montre peu de structures et elles ne possdent pas beaucoup de matire interstellaire. Par consquent, ces galaxies contiennent peu d'amas ouverts et ont un taux de formation d'toiles peu lev. Des toiles plus anciennes et plus volues, tournant autour de leur centre de gravit commun de manire alatoire, dominent donc ces galaxies. En ce sens, elles prsentent une certaine similitude avec les amas globulaires, mais plus grande chelle.

Les galaxies les plus grandes sont des elliptiques gantes. On pense que de nombreuses galaxies elliptiques se sont formes grce une interaction de galaxies qui ont fini par fusionner. Elles peuvent atteindre des tailles normes (compare aux galaxies spirales, par exemple). D'autre part, ces galaxies elliptiques gantes sont souvent trouves au cœur des grands amas de galaxies. Les galaxies starburst (dites galaxies starburst) sont souvent le rsultat d'une collision des galaxies[16]. La galaxie elliptique gante la plus proche de notre Galaxie est M87, dans la constellation de la Vierge, 60 millions d'annes-lumire.

Galaxie elliptique Abell S740.

Galaxie elliptique Abell S740.


Les galaxies spirales

Les galaxies spirales forment la classe la plus emblmatique des galaxies. Elles sont faites d'un disque en rotation et compos d'toiles et de milieu interstellaire, avec un bulbe central d'toiles gnralement plus anciennes. De ce bulbe mergent des bras relativement brillants. Dans le schma de classification de Hubble, les galaxies spirales correspondent au type S, suivi d'une lettre (a, b, ou c), qui indique le degr d'enroulement des bras spiraux ainsi que la taille du bulbe central. Une galaxie Sa est dote de bras relativement mal dfinis et possde une rgion centrale relativement importante. En revanche, une galaxie Sc possde des bras trs ouverts et bien tracs ainsi qu'un bulbe de petite taille.

Dans les galaxies spirales, les bras spiraux forment une spirale logarithmique approximative, un schma qui peut tre, en thorie, le rsultat d'un drangement dans la masse d'toiles rotative uniforme. Les bras spiraux tournent autour du centre, au mme titre que les toiles, mais avec une vitesse angulaire constante. Cela veut dire que les toiles entrent et sortent des bras spiraux ; les toiles proches du centre galactique orbitent plus vite que les bras alors que les toiles les plus externes se dplacent moins vite que les bras. On pense que les bras spiraux sont des zones où la densit de matire est plus haute, on peut donc les voir comme des " vagues de densit ". Lorsque les toiles traversent un bras, la vitesse de chaque systme stellaire est modifie par les forces gravitationnelles supplmentaires exerces par une densit de matire plus leve (cette vlocit retourne la normale une fois que l'toile ressort du bras). Cet effet est semblable une " vague " de ralentissement sur une autoroute sature en voitures.

Les bras sont visibles cause de leur teneur en toiles jeunes et brillantes, dues la forte densit de matire qui facilite la formation d'toiles. Or les toiles les plus lumineuses sont aussi les plus massives, et ont une dure de vie trs brve (quelques millions d'annes contre 10 milliards d'annes pour le Soleil), aussi les zones les plus lumineuses sont-elles au voisinage des lieux de formation d'toiles, les toiles massives n'ayant pas le temps de s'en loigner significativement lors de leur brve existence.

Galaxie spirale NGC 1232.

Galaxie spirale NGC 1232.


Les galaxies spirales barres

La majorit des galaxies spirales ont une bande d'toiles linaire en leur centre, partir de laquelle mergent les bras spiraux. Dans la classification de Hubble, elles sont dsignes d'un SB, suivi d'une lettre minuscule (a, b, ou c), indiquent encore une fois la forme et la disposition des bras spiraux (de la mme manire que les galaxies spirales non-barres). On pense que les barres sont des structures temporaires qui peuvent survenir suite un rayonnement de densit du cœur vers l'extrieur, ou suite une interaction avec une autre galaxie faisant intervenir la force de mare. De nombreuses galaxies spirales barres sont actives, cela est peut-tre du gaz canalis le long des bras.

Notre propre galaxie est une grande galaxie spirale barre d'environ 30 000 parsecs de diamtre et de 1 000 parsecs d'paisseur. Elle contient approximativement 2×1011 toiles et a une masse totale d'environ 6×1011 masses solaires.

Galaxie spirale barre NGC 1300.

Galaxie spirale barre NGC 1300.


Les galaxies irrgulires

Les galaxies particulires sont des formations galactiques dveloppant des proprits inhabituelles dues des interactions gravitationnelles avec d'autres galaxies, les forces de mare, responsables de ces dformations. Les galaxies annulaires, possdant une structure forme d'toiles et de gaz en forme d'anneau autour du centre galactique, sont de bons exemples de galaxies particulires. Une galaxie annulaire peut se former lorsqu'une galaxie plus petite passe travers le centre d'une galaxie spirale. Un tel vnement a pu se produire sur la galaxie d'Andromde, qui prsente plusieurs anneaux en infrarouge.

Une galaxie lenticulaire est une forme de transition, ayant la fois les proprits d'une galaxie elliptique et spirale. Dans la squence de Hubble, elles portent la mention S0. Elles possdent des bras, certes mal dfinis, et un halo d'toiles elliptique (les galaxies lenticulaires barres sont de type SB0).

En plus de morphologies mentionnes ci-dessus, il existe un certain nombre de galaxies qui n'entrent dans aucune de ces catgories. Il s'agit des galaxies irrgulires. Une galaxie Irr-I possde une certaine structure, mais n'est pas clairement apparente un type quelconque de la squence de Hubble. Les galaxies Irr-II ne possdent aucune structure comparable quoi que ce soit dans le schma de Hubble, et peuvent mme avoir t dchires. Des exemples proches de galaxies irrgulires (naines) sont les nuages de Magellan.

Galaxie annulaire AM 0644-741.

Galaxie annulaire AM 0644-741.


Les galaxies naines

En dpit de la prminence des grandes galaxies elliptiques et spirales, il semble que la plupart des galaxies de l'univers sont des galaxies naines. Ces galaxies minuscules ont une taille pouvant descendre 1 % de celle de la Voie lacte, et contiennent seulement quelques milliards, voire quelques centaines de millions d'toiles. Des galaxies naines ultra-compactes, qui ont t trouves rcemment, font seulement 100 parsecs de long. La majorit des galaxies naines orbitent autour d'une galaxie plus grande ; la Voie lacte a au moins une douzaine de satellites nains, chiffre probablement infrieur au nombre total de satellites de ce type. Les galaxies naines peuvent elles-mmes aussi tre classes comme tant elliptiques, spirales, ou irrgulires.

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