Voie lactée
La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie dans laquelle se situent le Système solaire où vit l’humanité, ainsi que toutes les étoiles visibles à l’œil nu. Elle est partiellement visible dans de bonnes conditions d’observations (absence de pollution lumineuse), notamment sous les tropiques, sous la forme d’une bande plus claire dans le ciel nocturne, la « voie lactée ». Comme nous sommes en son sein, et plus précisément à sa périphérie, il est difficile de connaître sa forme exacte, mais l’on sait que sa forme est assez semblable à celle de la Galaxie d’Andromède. Il s'agit donc d'une galaxie spirale, mais il est difficile d'établir s'il s'agit d'une galaxie spirale ordinaire ou d'une galaxie spirale barrée, son noyau présentant une barre de faible extension découverte en 1991. Le type de spirale (a, b ou c selon le degré d'ouverture des bras) est lui aussi difficile à déterminer du fait que nous n'avons pas de vue externe de notre Galaxie. Divers arguments favorisent des bras plutôt fermés (b) ou plutôt ouverts (c) aussi son type est-il considéré comme étant S(B)bc.
En tout état de cause, sa forme générale est un disque de 25 000 pc de diamètre comportant un bulbe central, lui-même entouré d’un halo sphérique de faible densité de 30 kpc de diamètre. Elle contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles, dont le Soleil, pour une masse totale évaluée de l'ordre de plusieurs centaines de milliards de masses solaires.
La dénomination « voie lactée » désignait d’abord uniquement la partie observable à l’œil nu de notre galaxie qui crée la bande blanchâtre tracée dans le ciel nocturne par le disque galactique, mais elle est maintenant fréquemment utilisée pour désigner toute notre galaxie : elle s’écrit alors « Voie lactée » avec une majuscule, comme la Galaxie (notre galaxie) ou le Soleil (notre soleil).
Galaxie 'Andromède
La galaxie d'Andromède, aussi connue sous les numéros M31 et NGC 224, est une galaxie spirale géante du Groupe local, très semblable à notre galaxie située dans la direction de la constellation d'Andromède.
Andromède est l'une des rares galaxies visibles à l'œil nu depuis la Terre dans l'hémisphère Nord (M33 et M81 sont également visibles sous d'excellentes conditions et le Petit et Grand Nuage de Magellan sont visibles depuis l'hémisphère Sud). Elle a été observée en 905 par un astronome persan (Abd-al-Rahman Al Soufi) qui l'a décrite comme un « petit nuage ». Sa première description à l'aide d'un télescope est réalisée par Simon Marius en 1612 (souvent décrit comme le découvreur de la galaxie).
Bien qu'elle soit la galaxie spirale la plus proche de nous, sa distance est encore incertaine. On la donne entre 2,4 et 2,9 millions d'années-lumière (soit entre 750 et 900 kpc) selon les sources.
La galaxie d'Andromède est l'un des rares corps célestes situés à l'extérieur de notre propre galaxie pouvant être vu à l'œil nu dans des conditions lumineuses et climatiques favorables. C'est également un des objets les plus étendus de la voûte céleste. Son diamètre apparent s'étend autant que cinq Pleines Lunes (Comparaison entre la Pleine Lune et Andromède).
La galaxie du Triangle et M81 sont cependant plus éloignées de notre Galaxie et également visibles à l'œil nu, quoique uniquement dans des conditions d'observation particulièrement favorables.
Galaxie spirale
Une galaxie spirale est un ensemble comprenant des milliards d'étoiles, généralement aplatie en forme de disque, avec un bombement lumineux et sphérique au centre (le bulbe galactique). Le disque contient typiquement plusieurs bras lumineux, où se trouvent les étoiles les plus jeunes et les plus lumineuses. Ces bras s'enroulent autour du centre en un dessin spiralé, donnant aux galaxies leur nom. Les galaxies spirales font partie des plus beaux objets du ciel et il est rare que l'aspect de la Cartwheel Galaxy laisse indifférent quelqu'un qui la découvre.
Notre galaxie, la Voie lactée, est une galaxie spirale.
Galaxie spirale barrée
Une galaxie spirale barrée, est une galaxie spirale dont les bras n'émergent pas du centre de la galaxie, mais d'une bande d'étoiles traversant ce centre.
Les bras spiraux semblent émerger des bouts de la barre de ces galaxies, vu qu'elles paraissent émerger directement du noyau d'une galaxie spirale ordinaire.
Edwin Hubble classifia ces types de galaxies spirales comme SB ("Spirale", "Barrée") dans sa séquence Hubble. Il les a répertoriées en trois sous-catégories, elles-mêmes basées sur la forme et la manière dont se disposent les bras de la spirale. Les types SBa présentent des bras étroitement liés entre eux. A l'inverse, les types SBc présentent des bras très peu liés donc très détachés. Enfin, les types SBb se situent entre les deux.
Un quatrième type, SBm, est ensuite créé pour décrire les spirales barrées irrégulières, comme celles des Nuages de Magellan, qui furent autrefois classifiés comme galaxies irrégulières.
En 2005, les observations du télescope spatial Spitzer étayent les preuves recueillies précédemment et qui suggèrent que la Voie lactée est une galaxie spirale barrée.
Les observations faites par les radiotélescopes ont suggéré pendant des années que notre galaxie était une galaxie spirale barrée mais les images de Spitzer dans les régions infrarouges du spectre, ont fourni des éléments plus précis.
Les galaxies
Les galaxies sont les régions de l'Univers où naissent et se concentrent les étoiles, ainsi que du gaz et des poussières, formant le milieu interstellaire. L'ensemble de ces constituants sont liés gravitationnellement. On trouve également dans les galaxies des quantités importantes de matière noire, une forme de matière inconnue en laboratoire et n'émettant aucun rayonnement, mais dont l'existence est trahie par l'influence visible de son champ gravitationnel sur la dynamique des étoiles.
La Voie lactée, la galaxie dans laquelle se trouve le système solaire, compte quelques centaines de milliards d'étoiles et a une extension de l'ordre de 100 000 années-lumière. La plupart des galaxies typiques comportent un nombre similaire d'astres, mais il existe aussi des galaxies naines comptant quelques millions d'étoiles seulement, et des galaxies géantes comptant plusieurs dizaines de milliers de milliards d'étoiles. Sur la base de ces chiffres et de la taille de l'Univers observable, on estime que celui-ci compte quelques centaines de milliards de galaxies de masse significative. La population de galaxies naines étant elle très difficile à déterminer du fait de leur masse et de leur luminosité très faibles. L'Univers dans son ensemble, dont l'extension réelle n'est pas connue, est lui susceptible de compter un nombre immensément plus grand de galaxies.
Les galaxies en tant que systèmes stellaires de grande taille ont été mises en évidence dans le courant des années 1920, principalement par l'astronome américain Edwin Hubble, bien que des premières données indiquant ce fait remontent à 1914. Les galaxies sont de trois types morphologiques principaux : elliptiques, spirales, irrégulières. Une description plus étendue des types de galaxies a été donnée à la même époque par Edwin Hubble et est depuis nommée séquence de Hubble.
Toutes les étoiles ne sont pas situées dans les galaxies. S'il semble établi que c'est au sein des galaxies que se forment les étoiles, celles-ci sont susceptibles d'en être expulsées, soit du fait d'interactions entre galaxies, soit du fait de rencontre rapprochées entre une étoile et un astre très massif, tel un trou noir supermassif situé au centre d'une galaxie. On observe ainsi certaines étoiles dotées d'une vitesse élevée par rapport à leur galaxie, signe qu'elle n'y sont plus liées gravitationnellement. De telles étoiles sont de ce fait appelées « étoiles en fuite ». Plusieurs représentants de cette classe sont connus, tels SDSS J090745.0+024507 et GRO J1655-40, toutes deux en train de quitter la Voie lactée. La première est probablement issue d'une rencontre rapprochée avec le trou noir central de notre Galaxie, Sgr A*, le second est sans doute issu d'une supernova asymétrique dont le résidu compact a été expulsé de la région où l'explosion a eu lieu.
Les galaxies spirales forment la classe la plus emblématique des galaxies. Elles ont une forme de disque aplati possédant un bulbe central plus ou moins proéminent, et des bras spiraux s'enroulant de quelques tours autour du centre (d'où le nom). Comme les étoiles, les bras tournent également autour du centre, mais pas à la même vitesse. Cela signifie que les étoiles passent successivement dans et hors de ces bras, qui sont en fait des régions de forte densité ou plutôt des « ondes » de densité : lorsque les étoiles et la matière interstellaire traversent un bras, elles ralentissent et de ce fait créent une densité plus élevée ; c'est un peu comme une « vague » de ralentissement se déplaçant le long d'une route remplie de voitures en mouvement.
Les bras sont visibles parce que la forte densité qui y règne facilite la formation d'étoiles ; or les étoiles les plus lumineuses sont aussi les plus massives, et ont une durée de vie très brèves (quelques millions d'années contre 10 milliards d'années pour le Soleil, aussi les zones les plus lumineuses sont-elles au voisinage des lieux de formation d'étoiles, les étoiles massives n'ayant pas le temps de s'en éloigner significativement lors de leur brève existence.