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Qu'est-ce qu'une galaxie ? Quelle est la forme de la Voie lactée ? Origine de la Voie lactée.

Les astronomes disent qu'à l'œil nu, une personne peut voir environ 4,5 mille étoiles. Et cela, malgré le fait que seule une petite partie de l'une des images les plus étonnantes et non identifiées du monde s'ouvre à nos yeux: seulement dans la galaxie de la Voie lactée, il y a plus de deux cent milliards de corps célestes (les scientifiques ont la possibilité de n'en observe que deux milliards).

La Voie lactée est une galaxie spirale barrée, qui est un énorme système stellaire lié gravitationnellement dans l'espace. Avec les galaxies voisines d'Andromède et du Triangle et plus de quarante galaxies satellites naines, il fait partie du superamas de la Vierge.

L'âge de la Voie lactée dépasse 13 milliards d'années, et pendant cette période de 200 à 400 milliards d'étoiles et de constellations, plus d'un millier d'énormes nuages de gaz, amas et nébuleuses s'y sont formés. Si vous regardez une carte de l'Univers, vous pouvez voir que la Voie lactée y est représentée sous la forme d'un disque d'un diamètre de 30 000 parsecs (1 parsec est égal à 3,086 * 10 au 13e degré de kilomètres) et une épaisseur moyenne d'environ mille années-lumière (en une année-lumière, près de 10 000 milliards de kilomètres).

Combien pèse la galaxie, les astronomes ont du mal à répondre, car la majeure partie du poids n'est pas contenue dans les constellations, comme on le pensait auparavant, mais dans la matière noire, qui n'émet ni n'interagit avec le rayonnement électromagnétique. Selon des calculs très approximatifs, le poids de la Galaxie varie de 5*10 11 à 3*10 12 masses solaires.

Comme tous les corps célestes, la Voie lactée tourne autour de son axe et se déplace dans l'univers. Il convient de garder à l'esprit qu'en se déplaçant, les galaxies se heurtent constamment dans l'espace et celle qui est la plus grande absorbe les plus petites, mais si leurs tailles sont identiques, la formation d'étoiles actives commence après la collision.

Ainsi, les astronomes ont avancé l'hypothèse que dans 4 milliards d'années, la Voie lactée dans l'Univers entrerait en collision avec la galaxie d'Andromède (elles se rapprochent à une vitesse de 112 km / s), provoquant l'émergence de nouvelles constellations dans l'Univers.

En ce qui concerne le mouvement autour de son axe, la Voie lactée se déplace dans l'espace de manière inégale et même chaotique, car chaque système stellaire, nuage ou nébuleuse qui s'y trouve a sa propre vitesse et ses propres orbites. différentes sortes et formes.

Structure de la Galaxie

Si vous regardez attentivement une carte de l'espace, vous pouvez voir que la Voie lactée est très comprimée dans un avion et ressemble à une "soucoupe volante" ( système solaire situé près du bord même du système stellaire). La galaxie de la Voie lactée se compose d'un noyau, d'une barre, d'un disque, de bras spiraux et d'une couronne.

Noyau

Le noyau est situé dans la constellation du Sagittaire, où se trouve une source de rayonnement non thermique, dont la température est d'environ dix millions de degrés - un phénomène qui n'est caractéristique que pour les noyaux des Galaxies. Au centre du noyau se trouve un sceau - un renflement, composé d'un grand nombre de vieilles étoiles se déplaçant sur une orbite allongée, dont beaucoup sont à la fin de leur cycle de vie.

Ainsi, il y a quelque temps, des astronomes américains ont découvert ici une zone de 12 par 12 parsecs, constituée de constellations mortes et mourantes.

Au centre même du noyau se trouve un trou noir supermassif (une section de l'espace qui a une gravité si puissante que même la lumière est incapable de le quitter), autour duquel tourne un trou noir plus petit. Ensemble, ils ont une telle influence gravitationnelle sur les étoiles et les constellations proches qu'ils se déplacent le long de trajectoires inhabituelles pour les corps célestes de l'Univers.

De plus, le centre de la Voie lactée se caractérise par une concentration extrêmement forte d'étoiles, dont la distance entre elles est plusieurs centaines de fois moindre qu'à la périphérie. La vitesse de déplacement de la plupart d'entre eux est absolument indépendante de leur distance par rapport au noyau, et donc vitesse moyenne la rotation varie de 210 à 250 km/s.

Sauteur

Un pont de 27 000 années-lumière traverse la partie centrale de la Galaxie à un angle de 44 degrés par rapport à la ligne imaginaire entre le Soleil et le noyau de la Voie lactée. Il se compose principalement de vieilles étoiles rouges (environ 22 millions), et est entouré d'un anneau gazeux, qui contient la majeure partie de l'hydrogène moléculaire, et est donc la région où les étoiles se forment dans plus. Selon une théorie, une telle formation d'étoiles actives se produit dans la barre en raison du fait qu'elle traverse elle-même le gaz à partir duquel naissent les constellations.

Disque

La Voie lactée est un disque composé de constellations, de nébuleuses gazeuses et de poussières (son diamètre est d'environ 100 000 années-lumière avec une épaisseur de plusieurs milliers). Le disque tourne beaucoup plus vite que la couronne, qui est située sur les bords de la Galaxie, tandis que la vitesse de rotation à différentes distances du noyau n'est pas la même et chaotique (allant de zéro dans le noyau à 250 km/h à distance de 2 mille années-lumière d'elle). Près du plan du disque, les nuages de gaz sont concentrés, ainsi que les jeunes étoiles et les constellations.

DE à l'extérieur La Voie lactée contient une couche d'hydrogène atomique, qui va dans l'espace pendant un millier et demi d'années-lumière à partir des spirales extrêmes. Malgré le fait que cet hydrogène soit dix fois plus épais qu'au centre de la Galaxie, sa densité est tout autant plus faible. À la périphérie de la Voie lactée, des accumulations denses de gaz d'une température de 10 000 degrés ont été découvertes, dont les dimensions dépassent plusieurs milliers d'années-lumière.

bras en spirale

Immédiatement derrière l'anneau de gaz, il y a cinq principaux bras spiraux de la Galaxie, dont la taille varie de 3 à 4,5 mille parsecs : Cygnus, Perseus, Orion, Sagittarius et Centaurus (le Soleil est situé de à l'intérieur armoiries d'Orion). Le gaz moléculaire est situé dans les bras de manière inégale et n'obéit en aucun cas toujours aux règles de rotation de la galaxie, introduisant des erreurs.

Couronne

La couronne de la Voie lactée est représentée comme un halo sphérique qui s'étend au-delà de la Galaxie dans l'espace pendant cinq à dix années-lumière. La couronne est constituée d'amas globulaires, de constellations, d'étoiles individuelles (principalement anciennes et de faible masse), de galaxies naines, de gaz chauds. Tous se déplacent autour du noyau sur des orbites allongées, tandis que la rotation de certaines étoiles est si aléatoire que même la vitesse des luminaires proches peut différer considérablement, de sorte que la couronne tourne extrêmement lentement.

Selon une hypothèse, la couronne est née à la suite de l'absorption de galaxies plus petites par la Voie lactée, et est donc leurs restes. Selon des données préliminaires, l'âge du halo dépasse douze milliards d'années et c'est le même âge que la Voie lactée, et donc la formation d'étoiles est déjà terminée ici.

espace étoilé

Si vous regardez le ciel étoilé de la nuit, la Voie Lactée peut être vue d'absolument n'importe où sur le globe sous la forme d'une bande claire (puisque notre système stellaire est situé à l'intérieur du bras d'Orion, seule une partie de la Galaxie est disponible pour la visualisation) .

La carte de la Voie Lactée montre que notre Luminaire est situé presque sur le disque de la Galaxie, à sa périphérie, et sa distance au noyau est de 26 à 28 000 années-lumière. Étant donné que le Soleil se déplace à une vitesse d'environ 240 km / h, pour faire une révolution, il doit passer environ 200 millions d'années (pendant toute la période de son existence, notre étoile n'a pas fait le tour de la Galaxie même trente fois) .

Il est intéressant de noter que notre planète est située dans un cercle de corotation - un endroit où la vitesse de rotation des étoiles coïncide avec la vitesse de rotation des bras, de sorte que les étoiles ne quittent jamais ces bras ou n'y entrent pas. Ce cercle est caractérisé par un niveau de rayonnement élevé, on pense donc que la vie ne peut apparaître que sur des planètes à proximité desquelles il y a très peu d'étoiles.

C'est ce fait qui s'applique à notre Terre. Étant à la périphérie, il est situé dans un endroit plutôt calme de la Galaxie, et donc depuis plusieurs milliards d'années, il n'a guère subi de cataclysmes planétaires, dont l'Univers est si riche. C'est peut-être l'une des principales raisons pour lesquelles la vie a pu naître et survivre sur notre planète.

La Voie lactée est la galaxie qui contient la Terre, le système solaire et toutes les étoiles individuelles visibles à l'œil nu. Fait référence aux galaxies spirales barrées.

La Voie lactée, avec la galaxie d'Andromède (M31), la galaxie du Triangle (M33) et plus de 40 galaxies satellites naines - la sienne et Andromède - forment le groupe local de galaxies, qui fait partie du superamas local (superamas de la Vierge) .

Historique de la découverte

Découverte de Galilée

La Voie lactée n'a révélé son secret qu'en 1610. C'est alors que le premier télescope a été inventé, qui a été utilisé par Galileo Galilei. Le célèbre scientifique a vu à travers l'appareil que la Voie lactée est un véritable amas d'étoiles qui, lorsqu'elles sont vues à l'œil nu, se confondent en une bande continue légèrement scintillante. Galilée a même réussi à expliquer l'hétérogénéité de la structure de cette bande. Cela a été causé par la présence dans le phénomène céleste non seulement d'amas d'étoiles. Il y a aussi des nuages noirs. La combinaison de ces deux éléments crée une image étonnante du phénomène nocturne.

Découverte de William Herschel

L'étude de la Voie lactée s'est poursuivie au XVIIIe siècle. Pendant cette période, son chercheur le plus actif était William Herschel. Le célèbre compositeur et musicien s'est engagé dans la fabrication de télescopes et a étudié la science des étoiles. La découverte la plus importante d'Herschel fut le Grand Plan de l'Univers. Ce scientifique a observé les planètes à travers un télescope et les a comptées dans différentes parties du ciel. Des études ont conduit à la conclusion que la Voie lactée est une sorte d'île stellaire, dans laquelle se trouve également notre Soleil. Herschel a même dessiné un plan schématique de sa découverte. Sur la figure, le système stellaire était représenté comme une meule et avait une forme irrégulière allongée. Le soleil était en même temps à l'intérieur de cet anneau qui entourait notre monde. C'est ainsi que tous les scientifiques ont représenté notre Galaxie jusqu'au début du siècle dernier.

Ce n'est que dans les années 1920 que l'œuvre de Jacobus Kaptein voit le jour, dans laquelle la Voie lactée est décrite de la manière la plus détaillée. Dans le même temps, l'auteur a donné un schéma de l'île étoilée, qui ressemble le plus possible à celui que nous connaissons à l'heure actuelle. Aujourd'hui, nous savons que la Voie lactée est une galaxie, qui comprend le système solaire, la Terre et les étoiles individuelles visibles à l'œil nu par les humains.

Quelle est la forme de la Voie lactée ?

Lors de l'étude des galaxies, Edwin Hubble les a classées en différents types d'elliptiques et de spirales. Les galaxies spirales sont en forme de disque avec des bras spiraux à l'intérieur. Étant donné que la Voie lactée est en forme de disque avec les galaxies spirales, il est logique de supposer qu'il s'agit probablement d'une galaxie spirale.

Dans les années 1930, R. J. Trumpler s'est rendu compte que les estimations de la taille de la galaxie de la Voie lactée faites par Kapetin et d'autres étaient erronées, car les mesures étaient basées sur des observations utilisant des ondes de rayonnement dans la région visible du spectre. Trumpler est arrivé à la conclusion qu'une énorme quantité de poussière dans le plan de la Voie lactée absorbe la lumière visible. Par conséquent, les étoiles lointaines et leurs amas semblent plus fantomatiques qu'ils ne le sont réellement. Pour cette raison, afin d'imager avec précision les étoiles et les amas d'étoiles dans la Voie lactée, les astronomes ont dû trouver un moyen de voir à travers la poussière.

Dans les années 1950, les premiers radiotélescopes ont été inventés. Les astronomes ont découvert que les atomes d'hydrogène émettent un rayonnement dans les ondes radio et que ces ondes radio peuvent pénétrer la poussière dans la Voie lactée. Ainsi, il est devenu possible de voir les bras spiraux de cette galaxie. Pour ce faire, nous avons utilisé le marquage des étoiles par analogie avec les marques lors de la mesure des distances. Les astronomes ont réalisé que les étoiles O et B pouvaient servir à atteindre cet objectif.

Ces étoiles ont plusieurs caractéristiques :

luminosité– ils sont très visibles et se retrouvent souvent en petits groupes ou associations ;
chaleureuse– ils émettent des ondes de longueurs différentes (ondes visibles, infrarouges, radio) ;
courte durée de vie Ils vivent environ 100 millions d'années. Compte tenu de la vitesse à laquelle les étoiles tournent au centre de la galaxie, elles ne s'éloignent pas beaucoup de leur lieu de naissance.

Les astronomes peuvent utiliser des radiotélescopes pour faire correspondre avec précision les positions des étoiles O et B et, sur la base des décalages Doppler dans le spectre radio, déterminer leur vitesse. Après avoir effectué de telles opérations sur de nombreuses étoiles, les scientifiques ont pu produire des cartes radio et optiques combinées des bras spiraux de la Voie lactée. Chaque bras porte le nom de la constellation qui s'y trouve.

Les astronomes pensent que le mouvement de la matière autour du centre de la galaxie crée des ondes de densité (régions de haute et basse densité), comme vous le voyez lorsque vous mélangez la pâte à gâteau avec un mélangeur électrique. On pense que ces ondes de densité ont causé le caractère en spirale de la galaxie.

Ainsi, en observant le ciel dans des ondes de différentes longueurs d'onde (radio, infrarouge, visible, ultraviolet, rayons X) à l'aide de divers télescopes terrestres et spatiaux, on peut obtenir diverses images de la Voie lactée.

effet Doppler. Tout comme le son aigu d'une sirène de camion de pompiers diminue à mesure que le véhicule s'éloigne, le mouvement des étoiles affecte les longueurs d'onde de la lumière qui atteignent la Terre à partir d'elles. Ce phénomène s'appelle l'effet Doppler. Nous pouvons mesurer cet effet en mesurant les raies du spectre de l'étoile et en les comparant au spectre d'une lampe standard. Le degré de décalage Doppler indique à quelle vitesse l'étoile se déplace par rapport à nous. De plus, la direction du décalage Doppler peut nous indiquer la direction dans laquelle l'étoile se déplace. Si le spectre de l'étoile se décale vers l'extrémité bleue, alors l'étoile se dirige vers nous ; si dans la direction rouge, il s'éloigne.

Structure de la Voie Lactée

Si nous examinons attentivement la structure de la Voie lactée, nous verrons ce qui suit :

disque galactique. La plupart des étoiles de la Voie lactée sont concentrées ici.

Le disque lui-même est divisé en les parties suivantes :

Le noyau est le centre du disque ;
Arcs - zones autour du noyau, y compris directement les zones au-dessus et au-dessous du plan du disque.
Les bras en spirale sont des zones qui dépassent du centre. Notre système solaire est situé dans l'un des bras spiraux de la Voie lactée.

amas globulaires. Plusieurs centaines d'entre eux sont dispersés au-dessus et au-dessous du plan du disque.
Halo. Il s'agit d'une grande région sombre qui entoure toute la galaxie. Le halo est constitué de gaz à haute température et éventuellement de matière noire.

rayon du halo de manière significative plus de tailles disque et, selon certaines sources, atteint plusieurs centaines de milliers d'années-lumière. Le centre de symétrie du halo de la Voie lactée coïncide avec le centre du disque galactique. Le halo se compose principalement d'étoiles très anciennes et sombres. L'âge de la composante sphérique de la Galaxie dépasse 12 milliards d'années. La partie centrale et la plus dense du halo à quelques milliers d'années-lumière du centre de la Galaxie s'appelle renflement(traduit de l'anglais "épaississement"). Le halo dans son ensemble tourne très lentement.

Par rapport au halo disque tourne beaucoup plus vite. Il ressemble à deux plaques pliées sur les bords. Le diamètre du disque de la Galaxie est d'environ 30 kpc (100 000 années-lumière). L'épaisseur est d'environ 1000 années-lumière. La vitesse de rotation n'est pas la même différentes distances du centre. Elle augmente rapidement de zéro au centre à 200-240 km/s à une distance de 2 000 années-lumière de celle-ci. La masse du disque est de 150 milliards de fois la masse du Soleil (1,99*1030 kg). Les jeunes étoiles et les amas d'étoiles sont concentrés dans le disque. Il y a beaucoup d'étoiles brillantes et chaudes parmi elles. Le gaz dans le disque de la Galaxie est inégalement réparti, formant des nuages géants. Principal élément chimique dans notre galaxie se trouve l'hydrogène. Environ 1/4 de celui-ci est constitué d'hélium.

L'une des régions les plus intéressantes de la Galaxie est son centre, ou noyau situé dans la direction de la constellation du Sagittaire. Le rayonnement visible des régions centrales de la Galaxie nous est complètement caché par de puissantes couches de matière absorbante. Par conséquent, il n'a commencé à être étudié qu'après la création de récepteurs pour le rayonnement infrarouge et radio, qui est absorbé dans une moindre mesure. Les régions centrales de la Galaxie sont caractérisées par une forte concentration d'étoiles : il y en a plusieurs milliers dans chaque parsec cubique. Plus près du centre, des régions d'hydrogène ionisé et de nombreuses sources de rayonnement infrarouge sont notées, indiquant que la formation d'étoiles s'y déroule. Au centre même de la Galaxie, l'existence d'un objet compact massif est supposée - un trou noir d'une masse d'environ un million de masses solaires.

L'une des formations les plus remarquables est branches en spirale (ou manches). Ils ont donné le nom à ce type d'objets - galaxies spirales. Le long des bras, les étoiles les plus jeunes sont principalement concentrées, de nombreux amas d'étoiles ouverts, ainsi que des chaînes de nuages denses de gaz interstellaire dans lesquels les étoiles continuent de se former. Contrairement au halo, où toute manifestation d'activité stellaire est extrêmement rare, une vie orageuse se poursuit dans les branches, associée à la transition continue de la matière de l'espace interstellaire aux étoiles et vice-versa. Les bras spiraux de la Voie lactée nous sont en grande partie cachés en absorbant la matière. Leur étude détaillée a commencé après l'avènement des radiotélescopes. Ils ont permis d'étudier la structure de la Galaxie en observant l'émission radio des atomes d'hydrogène interstellaires, concentrés le long de longues spirales. Selon les concepts modernes, les bras spiraux sont associés à des ondes de compression se propageant à travers le disque de la galaxie. En traversant les régions de compression, la matière du disque se densifie et la formation d'étoiles à partir du gaz s'intensifie. Les raisons de l'apparition d'une telle structure d'onde particulière dans les disques des galaxies spirales ne sont pas entièrement claires. De nombreux astrophysiciens travaillent sur ce problème.

La place du soleil dans la galaxie

Au voisinage du Soleil, il est possible de tracer des sections de deux branches en spirale situées à environ 3 000 années-lumière de nous. Selon les constellations où se trouvent ces zones, on les appelle le bras du Sagittaire et le bras de Persée. Le soleil est presque au milieu entre ces bras en spirale. Certes, relativement proche (selon les normes galactiques) de nous, dans la constellation d'Orion, il y a une autre branche, moins prononcée, qui est considérée comme une ramification de l'un des principaux bras spiraux de la Galaxie.

La distance du Soleil au centre de la Galaxie est de 23 à 28 000 années-lumière, soit 7 à 9 000 parsecs. Cela suggère que le Soleil est situé plus près du bord du disque que de son centre.

Avec toutes les étoiles proches, le Soleil tourne autour du centre de la Galaxie à une vitesse de 220 à 240 km/s, faisant une révolution en environ 200 millions d'années. Cela signifie que pendant toute la durée de son existence, la Terre n'a pas volé plus de 30 fois autour du centre de la Galaxie.

La vitesse de rotation du Soleil autour du centre de la Galaxie coïncide pratiquement avec la vitesse à laquelle l'onde de compression, qui forme le bras spiral, se déplace dans la région donnée. Une telle situation est généralement inhabituelle pour la Galaxie : les bras spiraux tournent à une vitesse angulaire constante, comme les rayons d'une roue, tandis que le mouvement des étoiles, comme nous l'avons vu, obéit à un tout autre schéma. Par conséquent, la quasi-totalité de la population stellaire du disque pénètre à l'intérieur de la branche en spirale ou la quitte. Le seul endroit où les vitesses des étoiles et des bras spiraux coïncident est le cercle dit de corotation, et c'est sur lui que se trouve le Soleil !

Pour la Terre, cette circonstance est extrêmement favorable. Après tout, des processus violents se produisent dans les branches en spirale, générant un rayonnement puissant, destructeur pour tous les êtres vivants. Et aucune atmosphère ne pouvait l'en protéger. Mais notre planète existe dans un endroit relativement calme de la Galaxie et n'a pas connu l'influence de ces cataclysmes cosmiques depuis des centaines de millions et des milliards d'années. C'est peut-être pour cette raison que la vie pourrait naître et survivre sur Terre.

Pendant longtemps, la position du Soleil parmi les étoiles a été considérée comme la plus banale. Aujourd'hui, nous savons qu'il n'en est rien : en un certain sens, c'est privilégié. Et cela doit être pris en compte lors de l'examen de la possibilité de l'existence de la vie dans d'autres parties de notre Galaxie.

L'emplacement des étoiles

Dans un ciel nocturne sans nuages, la Voie lactée est visible de n'importe où sur notre planète. Cependant, seule une partie de la Galaxie, qui est un système d'étoiles situé à l'intérieur du bras d'Orion, est accessible à l'œil humain. Qu'est-ce que la Voie Lactée ? La définition dans l'espace de toutes ses parties devient plus compréhensible si l'on considère la carte des étoiles. Dans ce cas, il devient clair que le Soleil, éclairant la Terre, est situé presque sur le disque. C'est presque le bord de la galaxie, où la distance du noyau est de 26 à 28 000 années-lumière. Se déplaçant à une vitesse de 240 kilomètres par heure, le luminaire passe 200 millions d'années sur une révolution autour du noyau, de sorte que pendant toute la durée de son existence, il n'a parcouru le disque, arrondissant le noyau, que trente fois. Notre planète se trouve dans le soi-disant cercle de corotation. C'est un endroit où la vitesse de rotation des bras et des étoiles est identique. Ce cercle est caractérisé niveau élevé radiation. C'est pourquoi la vie, comme le pensent les scientifiques, ne pourrait apparaître que sur cette planète, près de laquelle se trouvent un petit nombre d'étoiles. Notre Terre est une telle planète. Il est situé à la périphérie de la Galaxie, dans son endroit le plus paisible. C'est pourquoi sur notre planète pendant plusieurs milliards d'années, il n'y a pas eu de cataclysmes globaux qui se produisent souvent dans l'Univers.

À quoi ressemblera la mort de la Voie lactée ?

L'histoire cosmique de la mort de notre galaxie commence ici et maintenant. Nous pouvons regarder aveuglément autour de nous en pensant que la Voie lactée, Andromède (notre sœur aînée) et un tas d'inconnus - nos voisins de l'espace - c'est notre maison, mais en réalité il y a bien plus. Il est temps d'explorer ce qu'il y a d'autre autour de nous. Aller.

Galaxie du Triangle. Avec une masse d'environ 5% de celle de la Voie lactée, c'est la troisième plus grande galaxie du groupe local. Il a une structure en spirale, ses propres satellites et peut être un satellite de la galaxie d'Andromède.
Grand Nuage de Magellan. Cette galaxie ne représente que 1% de la masse de la Voie lactée, mais est la quatrième plus grande de notre groupe local. Il est très proche de notre Voie lactée - à moins de 200 000 années-lumière - et subit une formation active d'étoiles alors que les interactions des marées avec notre galaxie provoquent l'effondrement du gaz et créent de nouvelles étoiles chaudes et grandes dans l'univers.
Petit Nuage de Magellan, NGC 3190 et NGC 6822. Tous ont des masses de 0,1% à 0,6% de la Voie Lactée (et on ne sait pas lequel est le plus grand) et tous les trois sont des galaxies indépendantes. Chacun contient plus d'un milliard de masses solaires de matière.
Galaxies elliptiques M32 et M110. Ce ne sont peut-être "que" des satellites d'Andromède, mais chacun d'eux compte plus d'un milliard d'étoiles, et ils peuvent même dépasser les masses des nombres 5, 6 et 7.

De plus, il y a au moins 45 autres galaxies connues - plus petites - qui composent notre groupe local. Chacun d'eux est entouré d'un halo de matière noire; chacun d'eux est gravitationnellement attaché à l'autre, situé à une distance de 3 millions d'années-lumière. Malgré leur taille, leur masse et leur taille, aucun d'entre eux ne subsistera dans quelques milliards d'années.

Donc l'essentiel

Au fil du temps, les galaxies interagissent gravitationnellement. Non seulement ils se rassemblent en raison de l'attraction gravitationnelle, mais ils interagissent également en fonction des marées. Nous parlons généralement des marées dans le contexte de la Lune tirant sur les océans de la Terre et créant des marées, et c'est en partie vrai. Mais du point de vue de la galaxie, les marées sont un processus moins perceptible. La partie de la petite galaxie qui est proche de la grande sera attirée avec plus de force gravitationnelle, et la partie la plus éloignée subira moins d'attraction. En conséquence, la petite galaxie s'étirera et finira par se briser sous l'influence de la gravité.

Les petites galaxies qui font partie de notre groupe local, comprenant à la fois les Nuages de Magellan et les galaxies elliptiques naines, seront ainsi déchirées et leur matière sera incorporée dans les grandes galaxies avec lesquelles elles fusionnent. "Et alors", dites-vous. Après tout, ce n'est pas tout à fait la mort, car les grandes galaxies resteront vivantes. Mais même eux n'existeront pas éternellement dans cet état. Dans 4 milliards d'années, l'attraction gravitationnelle mutuelle de la Voie lactée et d'Andromède entraînera les galaxies dans une danse gravitationnelle qui conduira à une grande fusion. Bien que ce processus prendra des milliards d'années, la structure en spirale des deux galaxies sera détruite, entraînant la création d'une seule galaxie elliptique géante au cœur de notre groupe local : les asclépiades.

Un petit pourcentage des étoiles sera éjecté lors d'une telle fusion, mais la majorité restera indemne, et il y aura une grande explosion de formation d'étoiles. Finalement, le reste des galaxies de notre groupe local sera également aspiré, laissant une grande galaxie géante engloutir le reste. Ce processus aura lieu dans tous les groupes et amas de galaxies connectés à travers l'Univers, tandis que l'énergie noire éloignera les groupes et amas individuels les uns des autres. Mais même cela ne peut pas être appelé la mort, car la galaxie restera. Et ce sera le cas pour un moment. Mais la galaxie est composée d'étoiles, de poussière et de gaz, et tout finira par s'arrêter.

Partout dans l'Univers, des fusions galactiques auront lieu sur des dizaines de milliards d'années. Dans le même temps, l'énergie noire les entraînera partout dans l'Univers dans un état de solitude et d'inaccessibilité complètes. Et bien que les dernières galaxies en dehors de notre groupe local ne disparaissent pas avant que des centaines de milliards d'années se soient écoulées, les étoiles qu'elles contiennent vivront. Les étoiles les plus durables qui existent aujourd'hui continueront à brûler leur carburant pendant des dizaines de billions d'années, et de nouvelles étoiles émergeront du gaz, de la poussière et des cadavres stellaires qui habitent chaque galaxie, mais de moins en moins.

Lorsque les dernières étoiles s'éteindront, il ne restera que leurs cadavres - naines blanches et étoiles à neutrons. Ils brilleront pendant des centaines de billions ou même des quadrillions d'années avant de s'éteindre. Lorsque cette inévitabilité se produit, il nous reste des naines brunes (étoiles défaillantes) qui fusionnent accidentellement, rallument la fusion nucléaire et créent la lumière des étoiles pendant des dizaines de billions d'années.

Quand, dans des dizaines de quadrillions d'années, le dernière étoile, il restera encore de la masse dans la galaxie. Cela ne peut donc pas être appelé "la vraie mort".

Toutes les masses interagissent gravitationnellement les unes avec les autres, et les objets gravitationnels de masses différentes présentent des propriétés étranges lorsqu'ils interagissent :

Des "approches" répétées et des passages rapprochés provoquent des échanges de vitesse et d'élan entre eux.
Les objets de faible masse sont éjectés de la galaxie et les objets de masse plus élevée s'enfoncent au centre, perdant de la vitesse.
Sur une période de temps suffisamment longue, la majeure partie de la masse sera éjectée et seule une petite partie de la masse restante sera fermement attachée.

Au centre même de ces vestiges galactiques, il y aura un trou noir supermassif dans chaque galaxie, et le reste des objets galactiques orbitera autour d'une version plus grande de notre propre système solaire. Bien sûr, cette structure sera la dernière, et comme le trou noir sera aussi grand que possible, il mangera tout ce qu'il pourra atteindre. Au centre de Mlecomeda, il y aura un objet des centaines de millions de fois plus massif que notre Soleil.

Mais cela finira-t-il aussi ?

Grâce au phénomène de rayonnement de Hawking, même ces objets se désintégreront un jour. Cela prendra environ 1080 à 10100 ans, selon la masse de notre trou noir supermassif au fur et à mesure de sa croissance, mais la fin approche. Après cela, les restes, tournant autour du centre galactique, se détacheront et ne laisseront qu'un halo de matière noire, qui peut également se dissocier de manière aléatoire, en fonction des propriétés de cette même matière. Sans aucune matière, il n'y aura rien de ce que nous appelions autrefois le groupe local, la Voie lactée et d'autres noms chers.

Mythologie

arménien, arabe, valaque, juif, persan, turc, kirghize

Selon l'un des mythes arméniens sur la Voie lactée, le dieu Vahagn, l'ancêtre des Arméniens, a volé la paille de l'ancêtre des Assyriens, Barsham, lors d'un hiver rigoureux et a disparu dans le ciel. Quand il marchait avec sa proie à travers le ciel, il laissait tomber des pailles sur son chemin ; à partir d'eux, une traînée lumineuse s'est formée dans le ciel (en arménien "Route du voleur de paille"). Le mythe de la paille éparse est également évoqué par des noms arabes, juifs, persans, turcs et kirghizes (Kirg. samanchynyn jolu- le chemin de l'homme de paille) de ce phénomène. Les habitants de la Valachie croyaient que Vénus avait volé cette paille à Saint-Pierre.

bouriate

Selon la mythologie bouriate, les bonnes forces créent le monde, modifient l'univers. Ainsi, la Voie lactée est née du lait que Manzan Gurme a tiré de sa poitrine et a éclaboussé après Abai Geser, qui l'avait trompée. Selon une autre version, la Voie Lactée est une « couture du ciel » cousue après que les étoiles en soient tombées ; dessus, comme sur un pont, des tengri marchent.

hongrois

Selon la légende hongroise, Attila descendra la Voie lactée si les Székely sont en danger ; les étoiles représentent les étincelles des sabots. Voie Lactée. en conséquence, on l'appelle la "route des guerriers".

le grec ancien

Étymologie du mot Galaxies (Γαλαξίας) et son association avec le lait (γάλα) révèlent deux mythes grecs anciens similaires. L'une des légendes raconte que le lait maternel s'est répandu dans le ciel de la déesse Héra, qui allaitait Hercule. Quand Hera a appris que le bébé qu'elle allaitait n'était pas son propre enfant, mais le fils illégitime de Zeus et d'une femme terrestre, elle l'a repoussé et le lait renversé est devenu la Voie lactée. Une autre légende dit que le lait renversé est le lait de Rhea, la femme de Kronos, et Zeus lui-même était le bébé. Kronos a dévoré ses enfants, car on lui avait prédit qu'il serait renversé par son propre fils. Rhea a un plan pour sauver son sixième enfant, le nouveau-né Zeus. Elle a enveloppé une pierre dans des vêtements de bébé et l'a glissée à Kronos. Kronos lui a demandé de nourrir son fils une fois de plus avant de l'avaler. Le lait renversé de la poitrine de Rhea sur un rocher nu a ensuite été appelé la Voie lactée.

Indien

Les anciens Indiens considéraient la Voie lactée comme le lait d'une vache rouge du soir passant dans le ciel. Dans le Rig Veda, la Voie Lactée s'appelle la Route du Trône d'Aryaman. La Bhagavata Purana contient une version selon laquelle la Voie lactée est le ventre d'un dauphin céleste.

Inca

Les principaux objets d'observation dans l'astronomie inca (qui se reflète dans leur mythologie) dans le ciel étaient les sections sombres de la Voie lactée - une sorte de "constellation" dans la terminologie des cultures andines : Lama, Lama Cub, Shepherd, Condor, perdrix, crapaud, serpent, renard ; ainsi que les étoiles : la Croix du Sud, les Pléiades, la Lyre et bien d'autres.

Ketskaïa

Dans les mythes Ket, à l'instar de ceux de Selkup, la Voie Lactée est décrite comme la route de l'un des trois personnages mythologiques : le Fils du Ciel (Esya), parti chasser côté ouest le ciel y a gelé aussi, le héros Albe, qui a poursuivi la déesse maléfique, ou le premier chaman Doha, qui a gravi ce chemin vers le Soleil.

Chinois, Vietnamien, Coréen, Japonais

Dans les mythologies de la sinosphère, la voie lactée est appelée et comparée à une rivière (en vietnamien, chinois, coréen et japonais, le nom de « rivière d'argent » est retenu. Les chinois appelaient aussi parfois la voie lactée « route jaune », selon à la couleur de la paille.

Peuples autochtones d'Amérique du Nord

Les Hidatsa et les Esquimaux appellent la Voie lactée "Ash". Leurs mythes parlent d'une fille qui a dispersé des cendres dans le ciel pour que les gens puissent retrouver le chemin du retour la nuit. Les Cheyenne croyaient que la Voie lactée était de la terre et du limon soulevés par le ventre d'une tortue flottant dans le ciel. Esquimaux du détroit de Béring - que ce sont les traces du corbeau créateur traversant le ciel. Les Cherokee croyaient que la Voie lactée s'était formée lorsqu'un chasseur avait volé la femme d'un autre par jalousie, et que son chien avait commencé à manger de la semoule de maïs sans surveillance et l'avait dispersée dans le ciel (le même mythe se retrouve parmi la population Khoisan du Kalahari). Un autre mythe du même peuple dit que la Voie lactée est la traînée d'un chien traînant quelque chose dans le ciel. Les Ctunah appelaient la Voie lactée "la queue du chien", les Pieds-Noirs l'appelaient la "route du loup". Le mythe Wyandot dit que la Voie lactée est un endroit où les âmes des morts et des chiens se réunissent et dansent.

Maori

Dans la mythologie maorie, la voie lactée est considérée comme le bateau Tama-rereti. Le nez du bateau est la constellation d'Orion et du Scorpion, l'ancre est la Croix du Sud, Alpha du Centaure et Hadar sont la corde. Selon la légende, un jour Tama-rereti naviguait dans son canoë et vit qu'il était déjà tard, et qu'il était loin de chez lui. Il n'y avait pas d'étoiles dans le ciel et, craignant que Tanif n'attaque, Tama-rereti commença à lancer des cailloux étincelants dans le ciel. La divinité céleste Ranginui aimait ce qu'il faisait, et il plaça le bateau Tama-rereti dans le ciel, et transforma les cailloux en étoiles.

finnois, lituanien, estonien, erzya, kazakh

Le nom finlandais est Fin. Linnunrata- signifie "Le Chemin des Oiseaux" ; le nom lituanien a une étymologie similaire. Le mythe estonien relie également la Voie lactée ("de l'oiseau") au vol des oiseaux.

Le nom Erzya est "Kargon Ki" ("Crane Road").

Le nom kazakh est "Kus Zholy" ("Chemin des oiseaux").

Faits intéressants sur la galaxie de la Voie lactée

La Voie lactée a commencé à se former comme un groupe de régions denses après le Big Bang. Les premières étoiles à apparaître étaient dans des amas globulaires qui continuent d'exister. Ce sont les étoiles les plus anciennes de la galaxie ;
La galaxie a augmenté ses paramètres en absorbant et en fusionnant avec d'autres. Maintenant, elle sélectionne des étoiles de la galaxie naine du Sagittaire et des nuages de Magellan ;
La Voie lactée se déplace dans l'espace avec une accélération de 550 km/s par rapport au rayonnement de fond ;
Au centre de la galaxie se cache le trou noir supermassif Sagittarius A*. En masse, elle est 4,3 millions de fois supérieure à celle du solaire ;
Gaz, poussières et étoiles tournent autour du centre à une vitesse de 220 km/s. Il s'agit d'un indicateur stable, impliquant la présence d'une coquille de matière noire ;
Dans 5 milliards d'années, une collision avec la galaxie d'Andromède est attendue.

Notre système solaire, toutes les étoiles visibles dans le ciel nocturne et bien d'autres composent le système - galaxie. Il existe des millions de tels systèmes (galaxies) dans l'espace extra-atmosphérique. Notre Galaxie, ou la Voie lactée, est une galaxie spirale avec une barre d'étoiles brillantes.

Qu'est-ce que ça veut dire? Une barre d'étoiles brillantes émerge du centre de la Galaxie et traverse la Galaxie au milieu. Dans de telles galaxies, les bras spiraux commencent aux extrémités des barres, tandis que dans les galaxies spirales ordinaires, ils émergent directement du noyau. Regardez l'image "Modèle informatique de la galaxie de la Voie lactée".

Si vous vous demandez pourquoi notre galaxie a reçu le nom de "Voie lactée", alors écoutez l'ancienne légende grecque.
Zeus, le dieu du ciel, du tonnerre et de la foudre, qui est responsable du monde entier, a décidé de rendre son fils Hercule, né d'une femme mortelle, immortel. Pour ce faire, il plaça le bébé sur sa femme Héra endormie afin qu'Hercule boive le lait divin. Héra, se réveillant, vit qu'elle ne nourrissait pas son propre enfant et le repoussa loin d'elle. Un jet de lait éclaboussé du sein de la déesse s'est transformé en voie lactée.
Bien sûr, ce n'est qu'une légende, mais la Voie lactée est visible dans le ciel sous la forme d'une bande de lumière brumeuse qui s'étend à travers le ciel - une image artistique créée par des peuples anciens est tout à fait justifiée.
Lorsque nous parlons de notre Galaxie, nous mettons ce mot en majuscule. Lorsque nous parlons sur les autres galaxies - nous écrivons avec une majuscule.

La structure de notre galaxie

Le diamètre de la Galaxie est d'environ 100 000 années-lumière (unité de longueur égale à la distance parcourue par la lumière en un an, une année-lumière vaut 9 460 730 472 580 800 mètres).
La galaxie contient entre 200 et 400 milliards d'étoiles. Les scientifiques pensent que la majeure partie de la masse de la Galaxie n'est pas contenue dans les étoiles et le gaz interstellaire, mais dans des particules non lumineuses. Halo de la matière noire. Halo- c'est une composante invisible de la galaxie, ayant une forme sphérique et s'étendant au-delà de sa partie visible. Principalement composée de gaz chauds raréfiés, d'étoiles et de matière noire, elle constitue l'essentiel de la galaxie. Matière noire est une forme de matière qui n'émet pas de rayonnement électromagnétique et n'interagit pas avec elle. Cette propriété de cette forme de matière rend impossible son observation directe.
Au milieu de la Galaxie se trouve un renflement appelé renflement. Si nous pouvions regarder notre Galaxie de côté, nous verrions cet épaississement en son centre, semblable à deux jaunes dans une poêle à frire, si vous les assemblez avec leurs bases inférieures - regardez l'image.

Il y a une forte concentration d'étoiles dans la partie centrale de la Galaxie. On pense que la barre galactique mesure environ 27 000 années-lumière de long. Ce pont traverse le centre de la Galaxie à un angle de ~ 44º par rapport à la ligne entre notre Soleil et le centre de la Galaxie. Il se compose principalement d'étoiles rouges, considérées comme très anciennes. Le pull est entouré d'un anneau. Cet anneau contient la majeure partie de l'hydrogène moléculaire de la Galaxie et est une région active de formation d'étoiles dans notre Galaxie. Si nous observons depuis la galaxie d'Andromède, alors la barre galactique de la Voie lactée en serait une partie brillante.
Toutes les galaxies spirales, y compris la nôtre, ont des bras spiraux dans le plan du disque : deux bras commençant par une barre dans la partie interne de la Galaxie, et dans la partie interne il y a quelques bras supplémentaires. Ensuite, ces bras passent dans la structure à quatre bras observée dans la ligne d'hydrogène neutre dans les parties extérieures de la Galaxie.

Découverte de la Galaxie

Au début, cela a été découvert théoriquement: les astronomes ont déjà appris que la Lune tourne autour de la Terre, les satellites des planètes géantes forment des systèmes. La terre et les autres planètes tournent autour du soleil. Une question naturelle s'est alors posée : le Soleil est-il également inclus dans un système de taille encore plus grande ? La première étude systématique de cette question a été réalisée au XVIIIe siècle. astronome anglais Guillaume Herschel. Conformément à ses observations, il a deviné que toutes les étoiles que nous observons forment un système d'étoiles géantes qui s'aplatit vers l'équateur galactique. Pendant longtemps, on a cru que tous les objets de l'Univers faisaient partie de notre Galaxie, bien que même Kant ait suggéré que certaines nébuleuses pourraient être d'autres galaxies comme la Voie lactée. Cette hypothèse de Kant n'a finalement été prouvée que dans les années 1920, quand Edwin Hubble a mesuré la distance à certaines nébuleuses spirales et a montré que, par leur distance, elles ne peuvent pas faire partie de la Galaxie.

Où sommes-nous dans la galaxie ?

Notre système solaire est situé plus près du bord du disque galactique. Avec d'autres étoiles, le Soleil tourne autour du centre de la Galaxie à une vitesse de 220-240 km/s, faisant une révolution en environ 200 millions d'années. Ainsi, pendant toute la durée de son existence, la Terre n'a pas volé plus de 30 fois autour du centre de la Galaxie.
Les bras spiraux de la Galaxie tournent à une vitesse angulaire constante, comme les rayons des roues, et le mouvement des étoiles se produit selon un schéma différent, de sorte que presque toutes les étoiles du disque tombent dans les bras spiraux ou en tombent. Le seul endroit où les vitesses des étoiles et des bras spiraux coïncident est le soi-disant cercle de corotation, et c'est sur lui que se trouve le Soleil.
Pour nous, les terriens, c'est très important, car des processus violents se déroulent dans les bras spiraux, qui forment un puissant rayonnement destructeur pour tous les êtres vivants. Aucune atmosphère ne pouvait le protéger. Mais notre planète existe dans un endroit relativement calme de la Galaxie et n'a pas été affectée par ces cataclysmes cosmiques. C'est pourquoi la vie a pu naître et survivre sur Terre - le Créateur a choisi un endroit paisible pour notre berceau de la Terre.
Notre galaxie est dans Groupe local de galaxies- un groupe de galaxies liées gravitationnellement, y compris la galaxie de la Voie lactée, la galaxie d'Andromède (M31) et la galaxie du Triangle (M33), vous pouvez voir ce groupe sur l'image.

Le fait que la matière dans l'Univers n'est pas dispersée, mais concentrée dans des amas d'étoiles géantes, les scientifiques l'ont supposé dès le 18ème siècle (I. Kant, W. Herschel), mais ils n'en ont finalement été convaincus qu'au début du 20ième siècle.

Les systèmes stellaires connectés par gravité sont appelés galaxies.

Notre Soleil fait partie de la galaxie de la Voie lactée (sinon, notre galaxie est désignée par le mot avec une lettre majuscule - Galaxie). L'épaisseur de notre galaxie ne dépasse pas 1% de son diamètre, c'est-à-dire qu'elle ressemble à un disque, ou plus précisément à deux plaques pliées avec des bords. Cette composante de la Galaxie est appelée la composante stellaire. disque. Le disque mesure 30 kiloparsecs (100 000 années-lumière) de diamètre, 1 000 années-lumière d'épaisseur et 150 milliards de fois la masse du Soleil. Une bande sombre court le long du disque, qui est une couche de matière opaque - poussière et gaz interstellaires.

Disque étoilé de la Galaxie et une bande au milieu du disque
(vue de côté)

Le disque de la Galaxie n'a pas de limite clairement définie - tout comme il n'y a pas de limite supérieure claire pour l'atmosphère terrestre. Cependant, dans le plan de ce disque, la densité d'étoiles est beaucoup plus élevée qu'à l'extérieur.

Le disque galactique tourne autour de son centre. La rotation de la Galaxie se produit dans le sens des aiguilles d'une montre si vous regardez la Galaxie depuis son pôle nord, situé dans la constellation Coma Veronica. Le disque de la Galaxie a une structure en spirale, qui a donné le nom à ce type d'amas d'étoiles - galaxies spirales. Les spirales sont des ondes se propageant dans le sens de rotation du disque de la Galaxie, avec une vitesse angulaire constante. Les étoiles à l'intérieur du disque se déplacent le long de trajectoires circulaires autour du centre de la Galaxie avec une vitesse linéaire constante. C'est pourquoi vitesse angulaire la rotation dépend de la distance au centre, diminuant avec la distance à celui-ci. La vitesse du Soleil, situé à la périphérie de la Galaxie, est de 220-250 km/s.

Il y a un épaississement au centre du disque de la Galaxie - noyau d'un diamètre de 1300 parsecs. C'est dans la constellation du Sagittaire. Il y a une très forte concentration d'étoiles dans le noyau : la densité stellaire y est des millions de fois plus importante qu'au voisinage du Soleil. Mais, malgré le fait que tant d'étoiles soient concentrées dans le noyau, cela n'a pas pu être observé pendant longtemps, car il y a d'énormes nuages de poussière sombre près du plan de symétrie de la Galaxie, absorbant la lumière des étoiles. Ils nous ferment le noyau de la Galaxie. Par conséquent, il n'est devenu possible de l'étudier qu'après la création de récepteurs pour le rayonnement infrarouge et radio, qui sont moins absorbés. Soit dit en passant, l'étude de notre propre galaxie est également difficile pour nous car nous y sommes - il est plus facile d'étudier n'importe quel objet de l'extérieur. De plus, le Soleil est dans le plan du disque stellaire : la densité de matière interstellaire y est élevée, et cela rend les observations difficiles du fait de l'absorption de la lumière.

Voici à quoi ressemble notre galaxie vue de côté

En plus d'un grand nombre d'étoiles dans la région centrale de la Galaxie, il existe un disque gazeux circumnucléaire d'un rayon de plus de 1000 années-lumière, composé principalement d'hydrogène moléculaire. Au centre même de la Galaxie, l'existence d'un trou noir d'une masse d'environ un million de masses solaires est supposée.

La deuxième composante de la Galaxie, qui, en fait, la détermine dimensions extérieures, a une forme sphérique. On l'appelle Halo. Le rayon du halo est beaucoup plus grand que la taille du disque - il atteint plusieurs centaines de milliers d'années-lumière. Le centre de symétrie du halo de la Voie lactée coïncide avec le centre du disque galactique.

Le halo, comme le disque, tourne autour du centre de la Galaxie, mais à une vitesse beaucoup plus lente, car les étoiles à l'intérieur du halo se déplacent plutôt au hasard.

La partie centrale du halo - à quelques milliers d'années-lumière du centre de la Galaxie - est la plus dense, on l'appelle renflement(du mot anglais renflement sens "épaississement", "ballonnement").

La structure de notre Galaxie (vue de côté)

En plus des étoiles uniques, il existe des amas d'étoiles dans la Galaxie. Ils sont subdivisés en grappes ouvertes, amas globulaires et associations de stars.

amas d'étoiles ouverts se produisent près du plan galactique, où se concentrent les accumulations de poussière et de gaz interstellaire. Aujourd'hui, plus de 1200 amas ouverts sont connus, dont 500 ont été étudiés en détail, les plus célèbres d'entre eux étant les Pléiades et les Hyades dans la constellation du Taureau. Le nombre total d'amas ouverts dans la galaxie peut atteindre cent mille, chacun contenant plusieurs centaines à plusieurs milliers d'étoiles. Leur masse est petite, et donc le champ gravitationnel ne peut pas les contenir longtemps dans un petit volume d'espace, donc, sur des milliards d'années, les amas ouverts se désintègrent.

Amas d'étoiles ouvert des Pléiades

amas d'étoiles globulaires se détachent fortement sur le fond étoilé en raison du nombre important d'étoiles qu'elles contiennent et d'une forme sphérique claire. Les amas globulaires ont un diamètre de 20 à 100 parsecs. A l'aube de l'évolution de la Galaxie, des milliers d'amas globulaires la parcouraient. Beaucoup d'entre eux ont été détruits à la suite de collisions entre eux ou avec le centre galactique. Aujourd'hui, il y a environ 200 amas globulaires dans notre Galaxie, et ils sont situés dans un halo sphérique. Ce sont les formations les plus anciennes de notre Galaxie - leur âge est de 10 à 12 milliards d'années. L'âge des étoiles qui composent les amas globulaires est très solide : elles ont passé un long cheminévolution et sont devenues des étoiles à neutrons ou des naines blanches. Les étoiles des amas globulaires se déplacent sur leurs orbites autour du centre de l'amas, et l'amas lui-même, à son tour, se déplace en orbite autour du centre de la Galaxie.

Amas Globulaire Messier 80,
situé au milieu entre α Scorpio (Antares) et β Scorpio (Acrab)
dans une partie de la Voie lactée riche en nébuleuses

Le troisième type de clusters - associations de stars. Ce sont des regroupements de jeunes vedettes, les associations dites OB. Ils ont une longueur de 15 à 300 parsecs et contiennent de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de jeunes étoiles - géantes et supergéantes bleues chaudes. Étant donné que les géantes des premiers types spectraux passent rapidement le chemin de l'évolution, toutes les étoiles se sont formées en même temps et ont un petit âge. Il existe également des associations T contenant des étoiles variables qui sont aux premiers stades de l'évolution stellaire.

Association stellaire LH 72 dans le Grand Nuage de Magellan.
La photographie a été prise avec l'appareil photo grand angle du télescope Hubble.
Photo : ESA/Hubble, NASA et D. A. Gouliermis

Le long des bras du disque stellaire se concentrent les étoiles les plus jeunes (plusieurs dizaines de millions d'années), les amas et associations d'étoiles ouvertes, ainsi que des nuages denses de gaz interstellaire dans lesquels les étoiles continuent de se former. Les explosions de supernova sont plus souvent observées dans les branches en spirale. Les étoiles plus anciennes d'une galaxie spirale, comme notre Soleil, sont situées à la fois dans et entre les bras, créant une répartition assez uniforme des étoiles sur le disque. Contrairement au halo, où les manifestations d'activité stellaire sont extrêmement rares, une vie orageuse se poursuit dans les branches, associée à la transition continue de la matière de l'espace interstellaire aux étoiles et inversement. La formation d'étoiles actives dans les bras spiraux est associée à une densité de matière plus élevée. De ce fait, la pression moyenne sur les nuages de gaz dans l'espace interstellaire augmente. Lorsque le nuage de gaz pénètre dans la partie la plus dense du bras en spirale, l'augmentation de pression provoque la division du nuage en petits amas de matière qui peuvent se condenser en étoiles. À la suite de ce processus, des étoiles naissent à l'intérieur des bras spiraux. Ainsi, les bras sont, pour ainsi dire, un gigantesque incubateur cosmique dans lequel de jeunes étoiles sont situées près de la limite avant des bras. Les étoiles du disque galactique sont appelées populations de type I.

Le halo se compose principalement de très vieilles petites étoiles sombres qui sont apparues dans les premiers stades de l'évolution de la Galaxie - leur âge est d'environ 12 milliards d'années. Ils sont situés à la fois isolément et sous la forme d'amas globulaires, comprenant plus d'un million d'étoiles. Les étoiles de la composante sphérique sont concentrées vers le centre de la Galaxie, et la densité de la matière du halo diminue rapidement à mesure qu'on s'en éloigne. Les étoiles Halo sont appelées populations de type II.

L'espace entre les étoiles est rempli de matière raréfiée, de rayonnement et de champ magnétique. Le disque est particulièrement riche en poussière interstellaire, avec une température de 15 à 25 K, qui s'est formée à la suite de l'activité vitale des étoiles. Le rayon moyen des particules de poussière est de quelques fractions de micromètre. À l'heure actuelle, on pense que les grains de poussière sont constitués d'un mélange de particules de fer et de silicate, recouvertes de coquilles de molécules organiques et de glace. La masse totale de poussière n'est que de 0,03% de la masse totale de la Galaxie, mais sa luminosité totale est de 30% de la luminosité des étoiles et détermine complètement le rayonnement de la Galaxie dans le domaine infrarouge.

Une analyse du mouvement des corps dans la Galaxie a montré que sa masse doit être d'un ordre de grandeur supérieure à celle que nous déterminons à partir des objets visibles. Cela signifie qu'en plus du halo, du renflement et du disque, contenant des étoiles et du gaz, il existe d'énormes quantités de matière invisible qui ne se manifestent que par une interaction gravitationnelle, mais qui ne sont fixées par aucun dispositif. Ils l'appelaient matière noire. Le disque et le halo de la Galaxie sont plongés dans une couronne de matière noire dont les dimensions et la masse sont 10 fois supérieures aux dimensions du disque et à la masse de la matière visible de la Galaxie. La masse noire existe non seulement dans notre Galaxie, mais aussi dans l'espace intergalactique. La nature de la masse cachée dans l'Univers n'est toujours pas claire - nous ne savons toujours pas en quoi elle consiste.

La planète Terre, le système solaire, des milliards d'autres étoiles et corps célestes - tout cela est notre galaxie de la Voie lactée - une énorme formation intergalactique, où tout obéit aux lois de la gravité. Les données sur la taille réelle de la galaxie ne sont qu'approximatives. Et la chose la plus intéressante est qu'il existe des centaines de telles formations, grandes ou plus petites, dans l'Univers, peut-être même des milliers.

La Voie lactée et ses environs

Tous les corps célestes, y compris les planètes de la Voie lactée, les satellites, les astéroïdes, les comètes et les étoiles, sont constamment en mouvement. Né dans le vortex cosmique Big Bang, tous ces objets sont en voie de développement. Certains sont plus âgés, tandis que d'autres sont nettement plus jeunes.

La formation gravitationnelle tourne autour du centre, tandis que les parties individuelles de la galaxie tournent avec vitesse différente. Si au centre la vitesse de rotation du disque galactique est plutôt modérée, alors à la périphérie ce paramètre atteint des valeurs de 200-250 km/s. Dans l'une de ces zones, plus proche du centre du disque galactique, se trouve le Soleil. La distance entre elle et le centre de la galaxie est de 25 à 28 000 années-lumière. Une révolution complète autour de l'axe central de la formation gravitationnelle du Soleil et du système solaire fait 225-250 millions d'années. En conséquence, dans toute l'histoire de son existence, le système solaire n'a fait le tour du centre que 30 fois.

La place de la galaxie dans l'univers

Une caractéristique notable doit être notée. La position du Soleil et, par conséquent, de la planète Terre est très pratique. Dans le disque galactique, le processus de compactage se poursuit constamment. Ce mécanisme est causé par un décalage entre la vitesse de rotation des branches spirales et le mouvement des étoiles qui se déplacent à l'intérieur du disque galactique selon leurs propres lois. Lors du compactage, des processus violents se produisent, accompagnés d'un puissant rayonnement ultraviolet. Le Soleil et la Terre sont confortablement situés dans un cercle de corotation, où il n'y a pas d'activité aussi violente : entre deux branches en spirale à la frontière des bras de la Voie lactée - Sagittaire et Persée. Cela explique aussi le calme dans lequel nous sommes depuis si longtemps. Depuis plus de 4,5 milliards d'années, nous n'avons pas été touchés par les cataclysmes cosmiques.

La structure de la galaxie de la Voie lactée

Le disque galactique n'est pas uniforme dans sa composition. Comme d'autres systèmes de gravité en spirale, la Voie lactée a trois régions distinctes :

le noyau, formé par un amas d'étoiles dense, comptant un milliard d'étoiles d'âges différents ;
le disque galactique lui-même, formé d'amas d'étoiles, de gaz stellaires et de poussières ;
couronne, halo sphérique - une zone dans laquelle se trouvent des amas globulaires, des galaxies naines, des groupes individuels d'étoiles, de la poussière cosmique et du gaz.

Près du plan du disque galactique se trouvent de jeunes étoiles rassemblées en amas. La densité des amas d'étoiles au centre du disque est plus élevée. Près du centre, la densité est de 10 000 étoiles par parsec cube. Dans la zone où se trouve le système solaire, la densité d'étoiles est déjà de 1 à 2 luminaires pour 16 parsecs cubes. En règle générale, l'âge de ces corps célestes ne dépasse pas quelques milliards d'années.

Le gaz interstellaire est également concentré autour du plan du disque, soumis aux forces centrifuges. Malgré la vitesse de rotation constante des bras spiraux, le gaz interstellaire est inégalement réparti, formant de grandes et petites zones de nuages et de nébuleuses. Cependant, le principal galactique Matériau de construction est la matière noire. Sa masse prévaut sur la masse totale de tous les corps célestes qui composent la galaxie de la Voie lactée.

Si le schéma de la structure de la galaxie est suffisamment clair et transparent, alors en réalité il est presque impossible de considérer les régions centrales du disque galactique. Les nuages de gaz et de poussière et les accumulations de gaz stellaire cachent à notre regard la lumière du centre de la Voie lactée, dans laquelle vit un véritable monstre spatial - un trou noir supermassif. La masse de cette supergéante est d'environ 4,3 millions de M☉. À côté de la supergéante se trouve un petit trou noir. En complément de cette sombre société se trouvent des centaines de trous noirs nains. Les trous noirs de la Voie lactée ne sont pas seulement des mangeurs de matière stellaire, mais servent également de maternité, jetant d'énormes amas de protons, de neutrons et d'électrons dans l'espace. C'est à partir d'eux que se forme l'hydrogène atomique - le principal carburant de la tribu des étoiles.

Jumper - la barre est située dans la région du noyau de la galaxie. Sa longueur est de 27 000 années-lumière. De vieilles étoiles règnent ici, des géantes rouges, dont la matière stellaire alimente les trous noirs. Dans cette région, la majeure partie de l'hydrogène moléculaire est concentrée, qui est le principal matériau de construction du processus de formation des étoiles.

Géométriquement, la structure de la galaxie semble assez simple. Chaque bras en spirale, et il y en a quatre dans la Voie lactée, provient d'un anneau de gaz. Les manches divergent à un angle de 20⁰. Aux limites extérieures du disque galactique, l'élément principal est l'hydrogène atomique, qui se propage du centre de la galaxie à la périphérie. L'épaisseur de la couche d'hydrogène à la périphérie de la Voie lactée est beaucoup plus large qu'au centre, tandis que sa densité est extrêmement faible. La raréfaction de la couche d'hydrogène est facilitée par l'impact des galaxies naines, qui suivent indissociablement notre galaxie depuis des dizaines de milliards d'années.

Modèles théoriques de notre galaxie

Même les anciens astronomes ont essayé de prouver que la bande visible dans le ciel fait partie d'un énorme disque stellaire tournant autour de son centre. Cette déclaration a été facilitée par les calculs mathématiques en cours. Il n'a été possible de se faire une idée de notre galaxie que des milliers d'années plus tard, lorsque les méthodes instrumentales d'exploration spatiale sont venues en aide à la science. Une percée dans l'étude de la nature de la Voie lactée a été le travail de l'Anglais William Herschel. En 1700, il a pu prouver expérimentalement que notre galaxie a la forme d'un disque.

Déjà à notre époque, la recherche a pris une tournure différente. Les scientifiques se sont appuyés sur la comparaison du mouvement des étoiles, entre lesquelles il y avait une distance différente. En utilisant la méthode de la parallaxe, Jacob Kaptein a pu déterminer approximativement le diamètre de la galaxie, qui, selon ses calculs, est de 60 à 70 000 années-lumière. En conséquence, la place du Soleil a été déterminée. Il s'est avéré qu'il est situé relativement loin du centre déchaîné de la galaxie et à une distance décente de la périphérie de la Voie lactée.

La théorie fondamentale de l'existence des galaxies est la théorie de l'astrophysicien américain Edwin Hubble. Il a l'idée de classer toutes les formations gravitationnelles, en les divisant en galaxies elliptiques et en formations de type spirale. Les dernières galaxies spirales représentent le groupe le plus étendu, qui comprend des formations de différentes tailles. La plus grande des galaxies spirales récemment découvertes est NGC 6872, dont le diamètre dépasse 552 000 années-lumière.

Futur attendu et prévisions

La galaxie de la Voie lactée ressemble à une formation gravitationnelle compacte et ordonnée. Contrairement à nos voisins, notre maison intergalactique est plutôt calme. Les trous noirs affectent systématiquement le disque galactique, le réduisant en taille. Ce processus dure déjà depuis des dizaines de milliards d'années, et on ne sait pas combien de temps il continuera. La seule menace qui plane sur notre galaxie vient de son voisin le plus proche. La galaxie d'Andromède se rapproche rapidement de nous. Les scientifiques suggèrent que la collision de deux systèmes gravitationnels pourrait se produire dans 4,5 milliards d'années.

Une telle rencontre-fusion signifiera la fin du monde dans lequel nous vivions. La Voie lactée, qui est plus petite, sera engloutie par la plus grande formation. Au lieu de deux grandes formations spirales, une nouvelle galaxie elliptique apparaîtra dans l'Univers. D'ici là, notre galaxie pourra faire face à ses satellites. Deux galaxies naines - le Grand et le Petit Nuages de Magellan - seront englouties par la Voie lactée dans 4 milliards d'années.

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