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La jungle des galaxies

Aperçu
Il existe tellement de galaxies dans l'univers observable, qu'il aurait été étonnant qu'elles soient toutes coulées dans le même moule. De fait, les galaxies s'inscrivent dans une large fourchette de masses et de dimensions, et affectent une grande variété de formes. L'astronome Edwin Hubble a cependant pu identifier un nombre limité de morphologies de base. En gros, cela revient à identifier trois types principaux : les galaxies elliptiques, de forme sphéroïdales et plus ou moins aplaties, et les galaxies spirales, qui possèdent un sphéroïde central, prolongé par un disque, dans lequel se développent des bras spiraux, et parfois une barre, et, enfin, les galaxies irrégulières.
La Voie lactée - C'est la galaxie dans laquelle se situe le Système solaire, et on la désigne couramment comme la Galaxie, avec un G majuscule. Notre position en son sein nous la fait voir par la tranche sous la forme d'une large bande laiteuse, aux contours irréguliers et aux bords légèrement fendus, qu'on aperçoit dans le ciel, lorsque la nuit est sereine, appuyant toujours ses deux extrémités, telle une immense arche de matière lumineuse, sur deux points opposés de l'horizon. Considérée dans le cadre de la classification de Hubble, la Voie lactée est une galaxie ordinaire. C'est une galaxie spirale barrée dont le bulbe est relativement petit et les bras très ouverts. Sa structure exacte est en fait difficile à connaître du fait de notre position à l'intérieur du disque.
Elliptique

M 32 (Andromède).
Particulière

M 82 (Grande Ourse).
Spirale

M 83 (Hydre).
On distingue par ailleurs des galaxies dites particulières. Un petit pourcentage de galaxies échappe ainsi au schéma proposé par Hubble, et définit ce que l'on appellera des morphologies rares ou inhabituelles (galaxies à anneaux, à antennes, à coquilles, etc.). Il existe par ailleurs une petite, mais non négligeable, proportion (~5% des galaxies répertoriées), qui se signale par des propriétés spéciales : forte activité de formation stellaire, présence d'un noyau actif, à l'origine de rayonnements et de phénomènes divers. Ces galaxies, actives donc de différentes manières, peuvent avoir une morphologie rare, mais la plupart du temps, elles peuvent se ramener aux types de la classification de Hubble.

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la classification de Hubble

Malgré la diversité des apparences que peuvent revêtir les galaxies, dans leur très grande majorité, elles semblent pouvoir être rapportées une poignée de morphologie typiques. C'est sur ce constat que se base la classification proposée par Edwin Hubble en 1926, à partir de la comparaison de 600 clichés, qui lui fait reconnaître trois familles principales de galaxies, que l'on pourra qualifier de galaxies ordinaires : les galaxies elliptiques (notées E), les galaxies spirales (S) et les galaxies irrégulières (Irr).

Cette classification a été complétée et perfectionnée par divers auteurs, pour tenir compte de caractéristiques telles que le degré d'aplatissement, la forme de bras spiraux, le contenu en matière interstellaire, les catégories d'étoiles, éventuellement leur taille, etc. Les trois grandes familles se sont ainsi vues divisées en nombreux types. Les galaxies elliptiques sont divisées en huit types selon leur degré d'aplatissement, notés de 0 à 8; les galaxies spirales se rangent pour leur parts en deux groupes, celui des spirales ordinaires (S) et des spirales barrées (SB), eux-mêmes subdivisés en plusieurs types, selon le degrés d'ouverture des bras spiraux. Initialement ces types au nombre de trois, notés a, b et c, mais auxquels Gérard de Vaucouleurs, en 1959, a proposé d'ajouter deux types supplémentaires, notés d et m, le dernier supposé faire la liaison avec les galaxies irrégulières. On distingue enfin une catégorie supplémentaire entre la famille des galaxies elliptiques et celle des spirales, celui de galaxies lenticulaires (S0).

Les galaxies elliptiques - Assez communes (15 à 20% des galaxies répertoriées), les galaxies elliptiques, dont les dimensions peuvent être très diverses, ont l'apparence globale, comme l'indique leur nom, d'ellipsoïdes plus ou moins aplati. Ce sont des objets de forme régulière, sans structure interne marquée (pas de disque ou de bras spiraux, en particulier), mais dont les régions centrales sont plus brillantes, leur éclat diminuant régulièrement du centre vers l'extérieur. On rencontre des galaxies elliptiques de dimensions et de masses extrêmement variables. C'est parmi elles que se recrutent les plus petites galaxies connues, les naines sphéroïdales, aussi bien que les plus grosses. Les galaxies elliptiques géantes, se rencontrent généralement au centre des amas de galaxies. Une localisation, qui ajoutée à leurs autres propriétés laisse supposer qu'elles se sont construites progressivement à la suite de collisions entre galaxies plus petites, et qu'elles ont continué à en absorber quand elles grandi. Ces galaxies supergéantes, dites cannibales, sont rangées dans une classe à part, notée cD.
Les galaxies spirales -Les galaxies spirales représentent environ les trois-quarts des galaxies répertoriées dans la classification de Hubble. Leur structure est plus complexe que celle des galaxies elliptiques. D'un point de vue morphologique, se composent d'un bulbe qui définit leur région centrale, et qui ressemble à une petite galaxie elliptique. Ce bulbe est prolongé par un disque très plat, étalé sur leur plan équatorial, et dans lequel se développent dans deux directions opposées à partir du bulbe deux bras spiraux (ou davantage), et dans certains cas une barre, qui est structure linéaire analogue aux bras spiraux, et qui joint ceux-ci au bulbe. Ces deux morphologies définissant les galaxies spirales ordinaires (S) et les galaxies spirales barrées (SB). Enfin, cet ensemble est immergé dans sphéroïde, aussi appelé halo, et où les étoiles sont très dispersées, ou, au contraire, très concentrées dans des amas globulaires.
Ranger ainsi les galaxies selon leur morphologie ne va pas sans difficultés. D'abord d'un point de vue pratique, et les ambiguïtés ne sont pas rares principalement à cause des effets de projection. Ensuite, et peut-être surtout, d'une point de vue théorique, car la forme d'une galaxie, non seulement ne peut pas être considérée comme immuable, mais elle peut également différer selon la longueur d'onde à laquelle on l'observe, ou selon le type d'étoiles que l'on considère. Ceci dit; même avec ses imperfections, et encore dans sa version la plus rudimentaire, la classification de Hubble reste encore un moyen d'accès commode à ce que son auteur appelait le "Royaume des galaxies".
Les galaxies particulières

Avec les galaxies particulières, on quitte la classification de Hubble et ses critères morphologiques. Assez rares, elles se distinguent par des caractéristiques inhabituelles, qui dans certains cas peuvent encore être morphologiques (galaxies annulaires, galaxies à antennes...) mais tenir aussi plutôt à des signes d'activité (radiogalaxies, quasars, notamment), alors même que d'un simple point de vue morphologique on pourrait les classer parmi les types de Hubble. Un constat que l'on peut faire aussi à propos d'une catégorie de galaxies particulières, qui pourraient aussi s'avérer les plus nombreuses dans l'univers : les galaxies fantômes, ou galaxies à faible brillance de surface.


Cartwheel (Sculpteur).

Antennes (Corbeau).

NGC 5128 (Centaure).

D'une manière générale, les morphologies inhabituelles des galaxies et leur activité semblent pouvoir être mises en rapport avec l'existence de perturbations gravitationnelles externes, présentes ou passées, parfois à des collisions entre galaxies

Les galaxies à noyau actif - Comparées aux galaxies dites normales, certaines galaxies, telles que les radiogalaxies, les galaxies de Seyfert que les galaxies hôtes des quasars, se singularisent par un surplus de luminosité, d'intensité couramment variable, et dont la source se situe dans leur noyau. Malgré des apparences très diverses, ces galaxies dites à noyau actif ou à AGN (Active galactic nucleus) correspondent à une même famille d'objets, dont l'origine du rayonnement est à chercher dans la présence dans leur coeur d'un objet compact supermassif (un trou noir géant, selon le point de vue le plus communément adopté). Selon la perspective actuelle, les diverses apparences observées résulteraient principalement de l'orientation différente par rapport à nous des galaxies concernées.
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