Alors qu’il venait donner un débat sur l’astronomie à Ajaccio dans le cadre du « Bar des sciences » , Daniel KUNTH , astronome ayant travaillé sur le télescope HUBBLE s’est vu « détourné » par notre professeur de philosophie Mlle CASANOVA pour venir animé une petite conférence au lycée Laetitia à notre classe de Terminale S2 .
M KUNTH nous a d’abord précisé qu’il existait 3 principaux types d’astronomes :
- les théoriciens : qui élaborent des modèles, font des prévisions et simulent.
- les observateurs : car l’astronomie reste avant tout une science de l’observation. Ce sont eux qui « expérimentent » autant qu’il se peut les thèses et qui font des recherches plus « directes » à travers l’immensité de l’Univers.
- Les instrumentalistes : ce sont eux qui conçoivent les télescopes, qui élaborent de nouveaux moyens d’observation, … Grâce à eux, l’observation continue de se faire au sol mais avec des moyens évolués (le VLT au Chili par exemple), elle peut aussi se faire depuis l’espace grâce aux télescopes (Hubble se trouve ainsi à 500 kms d’altitude) et elle a recours à des techniques novatrices comme les images infra-rouges ou l’observation en rayons X.
Après cet aparté, M KUNTH est revenu au thème du jour : les galaxies.
Tout d’abord, qu’est ce qu’une galaxie ? C’est un ensemble gigantesque (à notre échelle) composé de milliards voir de plusieurs centaines de milliards d’étoiles à différents stades de vie, ainsi que de nuages de gaz (nébuleuses) et de poussières.
Notre système solaire appartient lui aussi à une galaxie (en effet on ne trouvera pas d’étoile or des galaxies) : la Voie Lactée. Elle est composée d’une centaine de milliard d’étoiles et possède un diamètre de 100 000 années lumière ! Etant donné que la vitesse de la lumière est de 300 000 kms par seconde, cela nous laisse rêveurs… La Voie Lactée est une galaxie dîte « spirale » : elle a au centre un noyau, le « bulbe » et autour de ce bulbe sont en rotation deux longs bras courbés par les forces de rotations. Tout cela tenant dans le plan d’un disque pas très épais.
Notre soleil se trouve sur le bras d’Orion, au 2/3 environ du noyau. C’est pourquoi, de là où nous sommes, nous ne pouvons pas voir la totalité de notre galaxie. Mais cela est aussi dû au fait que notre champ de vision se trouve vite obscurci par des nuages de gaz, des accumlations de poussières ou de trop fortes concentrations d’étoiles, principalement lorsque l’on se dirige vers le cœur, le noyau . Cependant, le spectacle nocturne qu’elle nous offre reste des plus fascinant, et lorsqu’on la regarde, on comprend aisément son nom de « Voie Lactée »…
Il convient maintenant d’ajouter que les galaxies, comme les étoiles d’ailleurs, vivent rarement seule : en effet elles préfèrent la compagnie et c’est pourquoi dans l’Univers elles se regroupent en amas et super amas. Les voisines de la Voie Lactée appartiennent au « Groupe Local » dont nous parlerons plus tard. Et c’est grâce à cela que l’on peut malgré tout savoir à quoi ressemble notre galaxie ! en effet notre plus proche voisine la galaxie M31, ou galaxie d’Andromède, distante de 2 millions d’années lumière est notre « sœur jumelle ». C’est elle aussi une galaxie spirale aux dimensions équivalentes de la notre. Et voilà ainsi que l’on peut imaginer notre Voie Lactée du dessus : son centre émet une forte lumière à cause de la concentration très importante d’étoiles (bien que l’on pense que le cœur même du bulbe soit occupé par un gigantesque trou noir… ce qui serait le cas pour tous les noyaux des galaxies), les étoiles et poussières se rangent suivant un plan (le disque stellaire, lui-même contenu dans le disque gazeux) et matérialisent ainsi les bras. Enfin, de part et d’autre de la galaxie, on peut voir des zones rosées : ce sont les lieus où de jeunes étoiles sont en train de naître .
Quant à la lumière, c’est l’occasion ici d’en dire quelques mots. Elle est principalement produite par la ionisation des atomes d’Hydrogène qui engendre des émissions de photons.
Revenons en maintenant à notre Groupe Local. On y trouve 2 autres galaxies spirales : Andromède et M31 (Triangulum). Il y a également quelques galaxies « irrégulières » sans noyaux ni forme spécifique sinon celle s’apparentant à un nuage de gaz. Le reste des troupes est essentiellement constitué de galaxies elliptiques. Celles-ci semblent ne contenir que de vieilles étoiles et très peu de gaz, à la différence des spirales.
On remarque de plus qu’il existe une hiérarchie entre les galaxies : ainsi les Petit et Grand Nuages de Magellan (galaxies irrégulières) de taille réduite par rapport à la Voie Lactée sont nos « sattelites ». De la même manière qu’Andromède possède également deux sattelites elliptiques.
Parlons maintenant de l’évolution des galaxies. Déjà, il y a des naissances, surtout dans les bras des galaxies spirales. Elles se forment par paquets. Ceci peut être observé en infra-rouge IR (dans des longueurs d’ondes de 12 à 100m) : en effet la chaleur produite par un corps émet des IR. On peut ainsi voir les poussières et nuages de gazs qui sont chauffés lors de ces formations. Les étoiles naissantes absorbent ces poussières et gaz, faisant ainsi le ménage autour d’elles, modifiant aussi la gravité. C’est aussi ce que font les grandes étoiles, qui perturbent leur environnement, principalement à leur mort lorsqu’elles deviennent des supernova, provoquant des ondes de chocs.
Tout ceci met en avant la complexité des interactions gravitationnelles. La gravité arrache les gaz des galaxies sattelites, ceci perturbent leurs mécanismes internes mais entraine la formation d’étoiles grâce aux passage des gaz. Si dans les groupes de galaxies denses il y a plus de galaxies elliptiques que de spirales qui semblent, elles, disparaitrent, on pense que c’est parce que les elliptiques viennent de la collison entre d’autres galaxies, notamment les spirales. Leurs bras disparaissent alors par le souffle provoqué. D’ailleurs, il se pourrait bien qu’un jour Andromède et notre Voie Lactée entrent en collision !
Après ce tour d’horizon des galaxies et de leurs principes, nous avons posé plusieurs questions auxquelles M KUNTH a répondu avec enthousiasme. Après nous avoir expliqué les besoins climatiques d’un appareil d’observation et le fonctionnement ainsi que la réalisation d’un mirroir de télescope, nous avons appris que pour photographier l’Univers à ses débuts (donc prendre les plus lointaines photos de l’Univers) il a fallu au télescope Hubble (dont le mirroir fait 2m40 de diamètre) 120 heures de pose sur une région apparemment vide de l’Univers au niveau de la constellation de la Grande Ours. Il a alors révélé au monde scientifique de très très jeunes galaxies en formation.
Nous avons de plus appris que l’appellation de « trou noir » était érronée : il ne s’agit nullement d’un trou mais d’un corps bien massif résultant d’une étoile très massive et qui ne laisse s’échapper aucun corps n’ayant pas plus de la vitesse de la lumière…
Mais ce fut aussi l’occasion de voir que le savoir actuel an matière d’astronomie est très restreint à l’échelle de l’Univers, car nous n’avons pour l’instant accès qu’à environ 5% des composants de l’Univers. Ainsi, la matière sombre et l’énergie noire nous sont encore très étranges malgré que l’on soit presque ceratins de leur existence : malgré la gravitation qui attire les galaxies entre elles, l’univers semble lui se mouvoir d’une dynamique d’expansion !
Le débat s’est alors tourné vers des notions d’infini et sur la représentation de l’Univers… Et là, la place est encore grande pour l’imagination !