Sciences · Astronomie et espace
La Voie lactée et les galaxies
La Voie lactée est la galaxie qui abrite le système solaire : un disque spiral barré d’environ 100 000 années-lumière de diamètre, qui contient de 100 à 400 milliards d’étoiles.
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Par une nuit sans lune, loin des lumières des villes, on voit traverser le ciel une bande blanchâtre et diffuse. Les Grecs y voyaient du lait répandu (galaxias kyklos, « cercle de lait »), d’où les mots galaxie et Voie lactée. En 1610, Galilée a découvert avec sa lunette que cette lueur était faite d’innombrables étoiles. Cette bande est notre propre galaxie vue par la tranche, depuis l’intérieur du disque.
La Voie lactée en chiffres
| Caractéristique | Valeur approximative |
|---|---|
| Type | Spirale barrée |
| Diamètre du disque stellaire | environ 100 000 années-lumière |
| Épaisseur du disque | environ 1 000 années-lumière |
| Nombre d’étoiles | de 100 à 400 milliards |
| Masse totale (avec la matière noire) | de l’ordre de 1 000 milliards de masses solaires |
| Âge | plus de 13 milliards d’années |
| Distance du Soleil au centre | environ 26 000 années-lumière |
| Durée d’une révolution du Soleil | environ 230 millions d’années |
| Vitesse du Soleil autour du centre | environ 230 km/s |
| Trou noir central | Sagittarius A*, environ 4 millions de masses solaires |
Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en un an, soit environ 9 460 milliards de kilomètres.
La structure de la Voie lactée
- Le bulbe et la barre : au centre, une concentration d’étoiles âgées en forme de barre allongée.
- Le disque : un disque aplati où se trouvent la plupart des étoiles jeunes, du gaz et des poussières. Il est organisé en bras spiraux, régions plus denses où naissent les étoiles. Les poussières qu’il contient masquent une grande partie de la Galaxie à nos yeux.
- Le halo : une enveloppe sphérique peu dense, peuplée de vieilles étoiles et d’environ 150 amas globulaires, groupes de centaines de milliers d’étoiles.
- Le halo de matière noire : une matière invisible, détectée par ses effets gravitationnels, qui représente l’essentiel de la masse de la Galaxie. Sans elle, les étoiles du bord du disque, qui tournent trop vite, seraient éjectées.
Le Soleil se trouve dans une structure secondaire, le bras d’Orion (ou bras local), entre deux grands bras, à mi-chemin environ entre le centre et le bord du disque. Le satellite Gaia de l’ESA (2013-2025) a mesuré la position et le mouvement de près de 2 milliards d’étoiles, dressant la carte la plus précise jamais réalisée de notre galaxie.
Le trou noir au centre de la Galaxie
Au cœur de la Voie lactée, dans la direction de la constellation du Sagittaire, se trouve un trou noir supermassif, Sagittarius A*, d’environ 4 millions de masses solaires. Sa présence a été démontrée en suivant pendant des décennies les orbites d’étoiles qui tournent autour de lui à des vitesses vertigineuses, travaux qui ont valu le prix Nobel de physique 2020 à Reinhard Genzel et Andrea Ghez. La collaboration Event Horizon Telescope en a publié la première image le 12 mai 2022.
Les types de galaxies
En 1926, Edwin Hubble a proposé une classification encore utilisée, souvent représentée en « diapason ».
| Type | Forme | Caractéristiques | Exemples |
|---|---|---|---|
| Elliptique (E) | Ovale, sans structure | Étoiles âgées, peu de gaz, peu de formation d’étoiles ; les plus grosses galaxies connues | M87 |
| Spirale (S) | Disque avec bras enroulés autour d’un bulbe | Gaz, poussières, étoiles jeunes dans les bras | Andromède (M31) |
| Spirale barrée (SB) | Bras partant des extrémités d’une barre centrale | Comme les spirales | Voie lactée |
| Lenticulaire (S0) | Disque sans bras | Intermédiaire entre elliptique et spirale | |
| Irrégulière (Irr) | Sans forme définie | Souvent petites, parfois déformées par une galaxie voisine | Grand et Petit Nuage de Magellan |
Combien y a-t-il de galaxies ?
Jusqu’en 1924, on ignorait même que d’autres galaxies existaient : les « nébuleuses spirales » passaient pour des nuages de la Voie lactée. Cette année-là, Edwin Hubble a mesuré la distance de la nébuleuse d’Andromède grâce à des étoiles variables et montré qu’elle se trouvait bien au-delà de notre galaxie. L’Univers a soudain changé d’échelle.
On estime aujourd’hui que l’Univers observable contient des centaines de milliards de galaxies, peut-être jusqu’à environ 2 000 milliards selon une étude de 2016. Les télescopes spatiaux Hubble et James-Webb en observent certaines formées quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang.
Le Groupe local et la future collision avec Andromède
La Voie lactée appartient au Groupe local, un ensemble de plusieurs dizaines de galaxies dominé par elle et par Andromède (M31), située à environ 2,5 millions d’années-lumière. Andromède, plus grande que notre galaxie, est l’objet le plus lointain visible à l’œil nu. Le Groupe local fait lui-même partie d’un superamas, Laniakea.
Andromède se rapproche de nous à environ 110 km/s. Une collision avec la Voie lactée est envisagée dans plusieurs milliards d’années ; des mesures récentes jugent toutefois ce choc incertain. Si elle se produit, les étoiles, très espacées, ne se heurteront pratiquement pas : les deux galaxies fusionneront progressivement en une grande galaxie elliptique.
La Voie lactée a aussi ses galaxies satellites, dont les Nuages de Magellan, visibles à l’œil nu depuis l’hémisphère Sud, et elle « avale » actuellement de petites galaxies naines, comme la galaxie naine du Sagittaire.
Questions fréquentes
Pourquoi la Voie lactée s’appelle-t-elle ainsi ?
Parce qu’elle apparaît dans le ciel comme une traînée laiteuse. La mythologie grecque l’expliquait par le lait de la déesse Héra répandu dans le ciel. Galaxie vient du grec gala, « lait ».
Peut-on voir la Voie lactée depuis la France ?
Oui, mais seulement loin de la pollution lumineuse, par une nuit sans lune. Elle est la plus spectaculaire en été, vers le sud, où se trouve la direction du centre galactique, dans les constellations du Sagittaire et du Scorpion. Les réserves de ciel étoilé, comme celle du Pic du Midi, offrent les meilleures conditions.
Pourquoi ne voit-on pas la forme spirale de notre galaxie ?
Parce que nous sommes à l’intérieur de son disque : nous la voyons par la tranche, comme une bande. Sa forme a été reconstituée à partir de mesures de distances d’étoiles et de nuages de gaz, notamment par radioastronomie.
Quelle est la galaxie la plus proche ?
La plus proche est une galaxie naine en cours d’absorption par la Voie lactée (naine du Grand Chien ou du Sagittaire, selon les définitions). La grande galaxie spirale la plus proche est Andromède, à environ 2,5 millions d’années-lumière.