De nos jours, nous n’ignorons plus que notre galaxie n’est qu’une parmi plusieurs centaines de milliards d’autres, chacune d’entre elles étant composée de plusieurs centaines de milliers d’étoiles.
C ertaines étoiles sont si éloignées qu’elles nous apparaissent comme
de simples points de lumière. Nous ne pouvons deviner ni leur taille ni leur forme. Alors comment les différencier ? Pour la grande majorité d’entre elles, un seul élément est correctement ob- servable : la couleur de leur lumière » explique Stephen Hawking. Pour se faire, penchons-nous sur la Nébuleuse d’Orion. Pour s’y rendre, notre voyage, mené à la vitesse de la lumière (à savoir 299 792 458 mètres par seconde), du- rerait près de 1500 ans. Pourtant, cette nébuleuse est quasiment une voisine ! Cette échelle nous permet de mesurer l’étendue de notre galaxie. Il s’agit d’un vaste nuage rougeoyant formé de gaz et de poussière qui brille par la lumière de ses atomes. Atomes excités par les radiations provenant des étoiles com- prises à l’intérieur. Ces grands nuages cosmiques s’étendent sur des milliers d’années-lumière à travers la Voie lac tée. On doit à Hubble d’en avoir détecté dans la plupart des galaxies spirales. Ils forment ainsi de larges bandes sombres enroulées autour de leur bras spiraux, qui
s’étendent sur toute la surface de leur disque. Et la nébuleuse d’Orion n’est pas la seule à peupler la Voie lactée. Notre galaxie en est remplie et certaines sont pour le moins spectaculaires. C’est le cas de la nébuleuse de l’Aigle, avec ses célèbres colonnes baptisées « Piliers de la Création », qui s’étend sur plus de 4 années-lumière. Située à 7000 années-lumière de notre planète en direction de la constellation du Serpent, cette nébuleuse est la préférée des astronomes amateurs. De quoi est-elle faite ? D’un amas d’étoiles qui a été découvert en 1745, mais également d’une nébuleuse qui sera détectée 20 ans plus tard. O NASA ESA and the Hubble Heritage Team (STScI-AURA) LÀ OÙ LES ÉTOILES NAISSENT ET MEUBENT
Dans ce grand tableau des nébuleuses qui composent notre galaxie, celle de la Carène # fait également office d’œuvre d’art. Ses couleurs vives nous renseignent sur la composition de ses gaz: elle contient de l’oxygène, la couleur sera verte ; elle contient de l’hydrogène, ce sera le rouge. Dès lors, passer au crible la lumière d’une nébuleuse s’avère être pour le moins instructif : éléments présents, conditions physiques, densité du nuage, de sa température, de sa composition… On observe par exemple que les gaz présents dans ces nébuleuses luisent à des milliers de degrés. Mais quelle est la source de cette chaleur ? Pour le découvrir, il faut explorer le nuage en profondeur. C’est en analysant cette lumière émise par les étoiles au spectre d’outils sophistiqués que les astronomes ont pu faire des découvertes fascinantes : au sein des nébuleuses se trouvent les étoiles
très jeunes, âgées d’à peine quelques centaines de milliers d’années. C’est le cas de la nébuleuse d’Orion, qui s’avère être une véritable pouponnière d’étoiles. La même règle concerne les nébuleuses présentes dans les bras spiraux de notre galaxie. Quel rapport avec la lumière ? Ce sont ces jeunes étoiles qui font grimper le thermomètre et, la température des nuages de gaz augmentant, la couleur rougeoyante apparaît. Pour résumer, les étoiles sont avant tout composées de gaz et notre galaxie en contient un bon nombre. Or, s’il est des lieux où naissent des étoiles, il est des lieux dans notre galaxie, comme dans le reste de l’univers, où des étoiles meurent. AU COEUR DE LA GALAXIE
Avant d’achever cette cartographie, faisons un détour vers le centre de notre galaxie. Il est situé à 26000 années-lumière de chez nous. C’est là que sont attirées nombre d’étoiles qui disparaissent mystérieuse ment… A dire vrai, si nous voyagions de l’extrémité des bras spiraux jusqu’au centre, nous nous rendrions compte que le nombre d’étoiles augmente massivement. La densité stellaire y est incroyablement plus élevée, 1 milliard de fois plus im portante que dans la zone qui environne notre soleil. Ces étoiles se déplacent à des vitesses incroyables, tournant à une vitesse de 16 milliards de km/h, soit environ 50 fois plus vite que notre soleil ! Comment expliquer un tel phénomène ? Pour com prendre, il faut traverser la grande quantité d’étoiles, de gaz, de poussières et surtout notre atmosphère, autant d’éléments qui troublent l’observation du centre de la galaxie. En avril dernier, une équipe internationale d’astronomes a tourné l’objectif de plusieurs télescopes vers le centre de notre galaxie afin d’obtenir une image précise de ce qui s’y cache. Que voit-on alors ? Que chaque étoile tournoie autour du coeur la galaxie. Une force gravitationnelle colossale les fait tourner en orbite, cuvre d’un objet cosmique qui fait 4 millions de fois la masse du soleil. Pour les astronomes cela ne fait aucun doute : pour avoir une telle masse dans un tout petit volume, il s’agit d’un trou
noir. En s’y approchant, on observe des jets de gaz et de poussière qui sont en réalité les restes dispersés d’étoiles s’étant approchés trop près du centre.
AMAS ET SUPER-AMAS
Au-delà de notre chère Voie lactée, com ment s’organise l’urivers tout entier ? Galaxies, amas et superamas consti tuent les structures cui l’organisent. On sait par exemple que la Voie lactée et la galaxie d’Andromède sont les deux principales représentantes du Groupe local. Ce dernier rassemble à lui tout seul une cinquantaine de galaxies dans un ensemble dont la taille est de l’ordre de dix millions d’années-lumière ! Non loin de ce Groupe local, on trouve deux autres amas, celui de la Vierge et celui de Coma. Ils contiennent chacun plus de mille galaxies et ont des diamètres proches de 20 millions d’années-lumière. Si on prend encore de la hauteur, à plus grande échelle, les astronomes ont démontré l’existence de superamas. Parmi les plus célèbres, le superamas de Shapley (au nord de la constellation du Centaure), distant de 650 millions d’années-lumière. En raison de l’expansion de l’univers, la taille des superamas croît au cours du temps. À quelle structure appartient notre Groupe local ? La présence visible de nombreux groupes de galaxies dans une région de quelque 1 00 millions d’années-lumière de diamètre était un argument fort en faveur du rattachement de notre système solaire à un « superamas de la Vierge », dont le mouvement d’ensemble semblait dicté par l’effet d’un « grand attracteur » qui lui était extérieur. Mais de nouvelles mesures de la vitesse des galaxies voisines ont permis d’identifier le superamas dans lequel
est logée la Voie lactée. « Le résultat de cette étude (…) est que le superamas qui contient la Voie lactée aurait une dimension de l’ordre de 160 millions de parsecs, soit environ 500 millions d’années-lumière. Les auteurs proposent de l’appeler Lanlakea, un mot hawaïen qu’on peut traduire par « ciel immense »» détaille le scientifique Bernard Pire. Ces superamas constituent les plus grandes structures de l’Univers. Immenses, ils contiennent la quasi-totalité de la matière. Celle qui forme les atomes à l’origine des planètes et étoiles, mais aussi l’énigmatique et mystérieuse matière noire Aller plus
loin ZOOM SUR LA NÉBULEUSE DU CRABE
Dirigeons-nous vers le bras de Percée, situé à 6500 années-lumière de la Terre. On y observe un des plus beaux panoramas de la Voie lactée : la nébuleuse du Crabe. Fascinant endroit de notre galaxie où les gaz s echappent de son centre vers l’extérieur à plus de 5 millions de km/h, propulsés par un élément incroyablement puissant qui s’est produit dans le passé. De quelle force s’agit-il ? On sait qu’il y a environ un millier d’années, certaines civilisations étaient déjà occupées à regarder le ciel. Des chroniques chinoises datant de 1054, rédigées sous le règne de l’empereur Song Renzong, témoignent de la naissance subite d’une nouvelle étoile dans la constellation du Taureau. Brillant plus que toutes les autres, elle est restée apparente durant 3 semaines pour disparaître par la suite. Or, aujourd’hui la nébuleuse du Crabe se trouve au même endroit dans le ciel où cette étoile a été observée il y a de ca 1000 ans par nos ancêtres chinois. Ces derniers ont assisté à la naissance du Crabe… La nébuleuse a ainsi été générée par l’explosion colossale d’une étoile en fin de vie : c’est un rémanent de supernova. Supernova SN1054 pour être plus exact, l’une des 8 supernovae observées dans notre galaxie. Dans une galaxie, il se produit en moyenne une explosion de supernova tous les 70 ans, soit environ la durée d’une vie humaine. La dernière qui a pu être observée dans notre galaxie s’est produite il y a environ 400 ans. CE QU’IL FAUT RETENIR LAVOIE LACTÉE EST PEUPLÉE D’AU MOINS 200 MILLIARDS D’ÉTOILESLES PLUS ANCIENNES ÉTOILES DE LA GALAXIE SONT PRESQUE AUSSI ÂGÉES QUE L’UNIVERS #LE SUPERAMAS QUI CONTIENT LAVOIE LACTÉE AURAIT UNE DIMENSION D’ENVIRON 500 MILLIONS D’ANNÉES-LUMIERE
« SI CERTAINES ZONES COSMIQUES SONT DE VÉRITABLES POUPONNIÈRES D’ÉTOILES, IL EST DES LIEUX DANS NOTRE GALAXIE, COMME DANS LE RESTE DE L’UNIVERS, OÙ LES ÉTOILES MEURENT… »
saviez-vous ? Récemment, on apprenait qu’une mission d’un genre un peu spécial avait été validée par la Nasa. Il s’agit de la mission Psyché, qui a pour but d’intercepter un astéroïde entièrement composé de métal : de l’acier, du nickel, de l’or et du platine. Avec ses 200 kilomètres de diamètre, l’astéroïde vaudrait une petite fortune : sa valeur est estimée à dix mille millions de milliards d’euros !