mise à jour le 4 Avril 2006

CONFÉRENCE,
"LES GALAXIES Par Bernard LELARD"

Président de VÉGA

Organisée par l'Association VÉGA

Au château de PLAISIR (Yvelines)

Le Vendredi 31 Mars 2006 à 20H30

Photos : JPM pour l'ambiance, (photos disponibles en plus grande résolution pour ceux qui le souhaitent)

BREF COMPTE RENDU

Remarque liminaire : cette présentation est surtout visuelle, et donc ne peut être complètement rendue dans ce court compte rendu.

Ceux qui veulent la présentation Power Point sous forme de CD doivent d'adresser directement à B Lelard.

Un public nombreux attentif à la présentation de la vie des Galaxies de notre Univers.

Commençons par la banlieue terrestre pour donner une idée de la taille de notre monde.

Si 1 milliard de km représente 1 millimètre , le système solaire jusqu'à Pluton serait une pièce de 1 centime et la France entière représenterait notre Galaxie!!

Notre soleil est une étoile, bien sûr et son influence dépasse Pluton et même le nuage de Oort situé à 100.000UA (1 UA= distance de la Terre au Soleil = 150 millions de km). Cette influence n'est équilibrée que par l'influence de la prochaine étoile, Proxima du Centaure située 3 ou 4 fois plus loin que le nuage de Oort à 43.000 milliards de km).

Mais ne soyons pas obnubilés par notre soleil, ce n'est qu'une étoile tout à fait banale, Bételgeuse par exemple que l'on voit bien en hiver est plusieurs centaines de fois plus grosses.

Il faut aussi prendre conscience de notre environnement stellaire et de nos proches voisines, on trouvera sur le site de l'Atlas de l'Univers des cartes avec une échelle de moins en moins fine permettant d'atteindre les imites de l'Univers.

Voici un exemple de notre voisinage immédiat de quelques centaines d'années lumière autour de notre soleil.

En allant de plus en plus loin on atteindrait notre groupe local puis le super amas de la vierge puis les super amas voisins puis l'Univers visible.

Justement de quel Univers parlons nous? On ne peut voir que l'Univers visible, il est limité par l'horizon cosmologique car la lumière mettant un certain temps à nous atteindre, peut être ne voyons nous pas tout de qui existe, ce qui existe c'est l'Univers possible, sa lumière ne nous a pas encore atteint!

On pense que l'Univers visible est de 13,7 milliards d'années lumière et que l'Univers possible serait de 50 milliards de km.

(voir conférence de JP Luminet expliquant cela entre autres)

COMMENT CELA A T IL COMMENCÉ?

Au moyen orient les astronomes arabes répertoriaient les étoiles et les classaient. Ils ont aussi retransmis le savoir des Grecs à l'Occident.

Beaucoup plus tard, c'est Charles Messier, astronome de Louis XV qui devait repérer pour son maître des comètes annonciatrices de malheurs soit disant , et qui répertoria lui tout ce qui n'était pas l'objet de son étude, cela a donné le fameux catalogue des objets Messier qui sont appelés souvent à tort "nébuleuses".

Tous ces objets se trouvent dans le ciel mais sont ils loin ou près on ne le sait pas encore.

On ne connaît même pas la forme de l'univers qui nous entoure, c'est le célèbre W Herschel qui s'est intéressé à la forme de l'univers, pour cela avec l'aide de sa sœur il a compté les étoiles dans différentes directions de vues (683 lignes de vue différentes) et il arriva à la forme suivante :

Mais on n'avait toujours pas d'idée des distances mises en jeu.

C'est Henrietta Leavitt une jeune astronome qui eut l'idée géniale de trouver une relation entre un certain type d'étoiles à brillance périodique (les Céphéides du petit nuage de Magellan) et le rapport entre leur luminosité et leur période.

En effet supposons que l'on observe deux Céphéides qui ont une période qui diffèrent d'un rapport 2 par exemple, la luminosité de celle qui a la période la plus longue est approx. 2,5 fois plus lumineuse que celle de période la plus courte. Comme il est très facile de mesurer la période de ces étoiles variables, on peut ainsi déterminer la distance de galaxies lointaines (en relatif)

On pouvait donc déterminer des distances relatives, pour atteindre des distances absolues il fallait une céphéide dans notre environnement proche , ce fut trouvé par Shapley.

Ça y est on arrivait à mesurer le monde! Il est immense!

Au début du siècle dernier on se pose la question de savoir comment est la nébuleuse dans laquelle nous vivons?

On n'a que les propositions de Herschel, de Kapteyn ou de Shapley.

Et c'est à cette époque que l'on découvre le décalage vers le rouge (redshift) des spectres d'étoiles qui donne lieu au grand débat entre Shapley et Curtis en 1920 sur la nature de notre univers et sur les univers-îles (idée de Curtis) alors que Shapley ne voyait qu'un seul ensemble énorme.

C'est le télescope Hooker de 100 pouces du Mont Wilson le plus gros de l'époque qui départagea les protagonistes quand Edwin Hubble découvrit une céphéide dans Andromède ce qui lui permit de mesurer la distance (grâce à Henrietta) qu'il trouva énorme bien sûr.

Donc M31 était une galaxie propre distincte de la notre, Shapley avait perdu.

Hubble met au point aussi un système de classification des galaxies.

ET LEMAÎTRE VINT!

C'est l'abbé G Lemaître qui montre avant tout le monde l'expansion de l'Univers, malheureusement il le dit (et l'écrit) en français et personne ne l'entend.

Il est prouvé que Lemaître a prédit ce que Hubble a patiemment redécouvert empiriquement la fameuse loi devrait pour le moins porter les deux noms

Hubble, auquel est systématiquement attribuée la paternité de l’expansion de l’Univers, n’a admis qu’avec beaucoup de réticence que la récession des galaxies puisse résulter de l’expansion de l’espace!

Jean-Pierre Luminet «  l’invention du big bang « 

Notre ami Bernard nous a déjà conté cette histoire ici même.

LA FORME DE NOTRE GALAXIE.

On découvre petit à petit (à partir des années 1960) en étudiant les émissions de l'Hydrogène (21cm) que notre galaxie possède des zones avec des densités de matière plus importante, ce sont les bras de la galaxie, nous vivons dans un bras sur un disque et près d'un bord.

En fait nous sommes même situés dans un "faux" bras que l'on appelle éperon (spur en anglais) , l'éperon d'Orion.

Notre galaxie est une spirale de type barrée d'après la classification de Hubble.

Nous sommes donc sur l’éperon d’Orion ( bras atrophié dû probablement à un reste de fusion avec une autre galaxie)

vitesse de tour 240-270 km/s, tour complet en 200 millions d’années notre Soleil a fait déjà 22 tours du bulbe à 220 km/s (vitesse extérieure), ceci peut expliquer le cycle de glaciation sur Terre tous les 200 millions d'années à peu près.

Notre galaxie n’a transformé que les 4/5 ème de sa masse gazeuse le dernier 5 ème s’aplatit en disque mince par rotation lentement par passage dans les bras

une étoile naît tous les 500 ans dans notre galaxie

De plus le système solaire est animé d'un mouvement vertical sinusoïdal par rapport au plan galactique, tous les 35.000ans il passe par le plan galactique ceci expliquant peut être les grandes extinctions d'espèces.

D'après les dernières données :

Notre galaxie aurait un age de = 12+-1 milliards années

Contiendrait entre 100 à 500 milliards d’étoiles (1999)

diamètre = 90.000 à 500.000 al

révolution différentielle 240 Mil an

vitesse % fond diffus 550 km/s vitesse vers M 31 = 90 km/s

épaisseur du disque 700 al Sun distance Soleil au Centre 27.000 al

Elle contient au moins un trou noir central de 2.5 millions masses solaires T = 10 milliards K

COMPOSITION D'UNE GALAXIE.

LES BULLES.

À l'intérieur du bras d'Orion, il y aurait des bulles de matière plus ou moins dense dans laquelle se trouve des étoiles, voici à quoi cela pourrait ressembler.

Notre bulle locale à petite échelle, le trait rouge représente 25 années lumière (tiré du livre : "Die Milchstraße" ISBN: 3764352353 de N. Henbest / H. Couper)	Notre bulle locale à plus grande échelle, le trait rouge = 250al (tiré du livre : "Die Milchstraße" ISBN: 3764352353 de N. Henbest / H. Couper)

PRÉSENTATION DE CERTAINES GALAXIES PARTICULIÈRES.

Je ne peux pas retranscrire ici toute la beauté des images présentées par Bernard, voici seulement quelques points.

À propos de M31 : la galaxie d'Andromède.

M31 comme le voyait Charles Messier	M33 gravitant près de M31 vue par M Jousset membre du club Vega

Les parties externes de M31 ont été résolues pour la première fois en étoiles sur des plaques photo après un très long temps 9 heures d’exposition avec le 2.5 mètres du Mont Wilson.

La résolution du noyau central dut attendre les pellicules ultra sensibles avec le télescope de 5 mètres du Mont Palomar.

La résolution des galaxies en étoiles est presque impossible pour des télescopes

terrestres : à 2.4 millions d’al notre Soleil serait vu 200 fois plus faible.

La galaxie M31 contient 300 milliards d’étoiles, sa masse est 400 milliards de fois le Soleil, sa luminosité est de 11 milliards de fois celle du Soleil.

sa taille va de 110.000 al vues à 180.000 al au densitomètre

C’est une des plus grandes galaxies connues. 50 à 80 % plus étendue que notre Galaxie

La majorité des galaxies spirales connues ont moins de la moitié de cette taille. La masse centrale est énorme et mesure 12.000 al de diamètre.

Le centre contient d’énormes amas globulaires d’étoiles géantes rouges et jaunes sans poussières ni gaz et de Population II.

les parties externes mieux visibles sont de Pop I avec des géantes bleues (d’où la couleur des photos) de type Rigel ou Deneb avec poussières et gaz

W.Baade a identifié 7 bras spiraux: deux bras près du noyau et 5 externes.

On peut voir des amas avec des étoiles 10.000 fois plus brillantes que le Soleil

La taille du noyau est de 50 al. Il ressemble à un faisceau de super amas globulaire de 10 millions d’étoiles . La séparation est impossible car la densité est de 60 étoiles par al cubique.

Dans cet amas les collisions sont fréquentes formant des jets nucléaires comme dans M87 .

Une explosion de supernova sert de détonateur

Le noyau tourne en 11 millions d’années et la périphérie entre 90 et 200 millions.

Depuis 1923 100 novae ont été détectées M31 est entourée de 140 gros amas

La galaxie la plus grande détectée : NGC 6872

C'est une des plus longues : 700.000 années lumière de long.

La galaxie la plus massive : M 87.

C'est une galaxie elliptique, située à 50 millions d'années lumière et de 2 milliards de masses solaires!

La plus belle : NGC 1300

Voir cet APOD à ce sujet.

Bernard nous parle ensuite de collisions de galaxies dont un des plus beaux exemples est la Galaxie des Antennes vue par Hubble et aussi une très belle vue dans le domaine radio de cet ensemble de galaxies (appelé aussi NGC 4038/39).

Puis on se quitte sur la fin de l'Univers :

1000 milliards d'années après le Big bang, commencent le printemps des étoiles, sorte de renouveau qui durera jusqu'à 10¹⁴ années.

Elles auront alors consommé tout le gaz des galaxies.

Déjà aujourd'hui, il ne se forme plus que quelques dizaines d'étoiles par galaxie. Comparé aux centaines de milliards qu'elles contiennent, c'est très peu.   

Vers 10²⁰ années, toutes les galaxies seront évaporées, ce sera la fin de la matière organisée.

MAIS: le Soleil, lui, aura explosé !

Le public ne semble pas triste de la fin prochaine de l'Univers!!

Le grand manège :

Nous tournons avec la Terre en rotation sur elle même à 1.135 km/h ( 0 km/h aux pôles, 1.670 km:H à l’équateur )

Nous sommes collés sur la Terre qui tourne autour du Soleil à 29.8 km/s ( 107.280 km/s )

La rotation du système solaire autour de notre galaxie nous emporte à 230 km/s ( 828.000 km/h )

Avec notre galaxie, nous visons Andromède à 90 km/s à 324.000 km/s

Avec le groupe local, nous tombons vers l’amas Virgo à 600 km/s ( 2.160.000 km/h )

Avec l’amas Virgo nous sommes attirés par le Grand Attracteur à 600 km/s

Après, on ne sait plus…

Nous voguons à au moins 1.380 km/s ( 4.968.000 km/s ) mais par rapport à quoi? fasten seat belt!!!

Merci Bernard pour ce voyage dans l'espace et dans le temps.

POUR ALLER PLUS LOIN (SI C'EST ENCORE POSSIBLE!).

Les plus belles galaxies par Hubble.

Cours sur les galaxies de l'Université de l'Oregon.

À la découverte de notre Galaxie par l'Université d'Arizona.

La mesure des distances du plus près au plus loin, par votre serviteur sur ce site, pour comprendre comment on peut mesurer des distances énormes.

Dossier Étoiles et Galaxies sur ce site.

Dossier astrophysique sur ce site

Bon ciel à tous

Jean Pierre Martin www.planetastronomy.com