L'espace qui nous entoure n'est pas que des étoiles, des planètes, des astéroïdes et des comètes solitaires scintillant dans le ciel nocturne. Cosmos est un système énorme où tout est en interaction étroite les uns avec les autres. Les planètes sont regroupées autour d'étoiles, qui forment à leur tour des amas ou des nébuleuses. Ces formations peuvent être représentées par des luminaires uniques ou par des centaines, des milliers d'étoiles, formant ainsi des formations universelles déjà plus grandes: les galaxies. Notre pays stellaire, la galaxie de la Voie lactée, n’est qu’une petite partie du vaste univers dans lequel se trouvent d’autres galaxies.
L'univers est constamment en mouvement. Tout objet dans l'espace fait partie d'une galaxie particulière. Suivant les étoiles, les galaxies se déplacent aussi, chacune d’elles ayant ses propres dimensions, une certaine place dans l’ordre universel dense et sa propre trajectoire de mouvement.
L'homme a réussi à calculer le nombre d'étoiles dans le ciel, mais déterminer combien de galaxies dans l'univers est une tâche extrêmement difficile, à la fois techniquement et théoriquement.
Quelle est la structure réelle de l'univers?
Pendant longtemps, des représentations scientifiques de l'humanité sur le cosmos ont été construites autour des planètes du système solaire, des étoiles et des trous noirs habitant notre maison vedette - la galaxie de la Voie lactée. Tout autre objet galactique détecté dans l'espace par des télescopes était automatiquement entré dans la structure de notre espace galactique. En conséquence, il n’y avait aucune idée que la Voie Lactée n’était pas la seule éducation universelle.
Les capacités techniques limitées ne nous ont pas permis de regarder plus loin, au-delà de la Voie Lactée, où, selon l'opinion établie, le vide commence. Ce n’est qu’en 1920 que l’astrophysicien américain Edwin Hubble a pu prouver que l’Univers était beaucoup plus vaste et, avec notre galaxie, il existait d’autres grandes et petites galaxies dans ce monde vaste et sans limites. La limite réelle de l'univers n'existe pas. Certains objets sont assez proches de nous, à quelques millions d'années-lumière de la Terre. D'autres, au contraire, sont situés dans le coin le plus éloigné de l'univers, hors de vue.
Près de cent ans ont passé et le nombre de galaxies est déjà estimé à des centaines de milliers. Dans ce contexte, notre Voie Lactée n’a pas l’air si énorme, sinon très petit. Aujourd'hui, des galaxies ont déjà été découvertes, dont la taille est difficile, même à l'analyse mathématique. Par exemple, la plus grande galaxie de l'univers, l'IC 1101, a un diamètre de 6 millions d'années lumière et compte plus de 100 trillions d'étoiles. Ce monstre galactique est situé à plus d'un milliard d'années-lumière de notre planète.
La structure d’une formation aussi vaste, l’univers à l’échelle mondiale, est représentée par le vide et les formations - fibres. Ces derniers, à leur tour, sont divisés en superamas, en amas intergalactiques et en groupes galactiques. Le plus petit maillon de cet énorme mécanisme est la galaxie, représentée par de nombreuses amas d'étoiles - nébuleuses de gaz et de bras. On suppose que l'Univers est en expansion constante, ce qui entraîne le déplacement très rapide des galaxies dans la direction allant du centre de l'Univers à la périphérie.
Si nous imaginons que nous observons le cosmos de notre galaxie de la Voie Lactée, supposément située au centre de l'univers, le modèle à grande échelle de la structure de l'univers ressemblera à ceci.
La matière noire - ce sont les vides, les superamas, les amas de galaxies et les nébuleuses - sont toutes les conséquences du Big Bang, qui a initié la formation de l'Univers. Pendant un milliard d'années, sa structure est transformée, la forme des galaxies se modifie, certaines étoiles disparaissent, sont absorbées par des trous noirs et d'autres, au contraire, se transforment en supernovae, devenant ainsi de nouveaux objets galactiques. Il y a des milliards d'années dans l'arrangement des galaxies était très différent de ce que nous voyons maintenant. Quoi qu'il en soit, dans le contexte de processus astrophysiques constants se déroulant dans l'espace, il est possible de tirer certaines conclusions quant au fait que notre Univers possède une structure non permanente. Tous les objets de l’espace sont constamment en mouvement et changent de position, de taille et d’âge.
Aujourd'hui, grâce au télescope Hubble, nous avons pu localiser les galaxies les plus proches de nous, établir leur taille et déterminer la position relative de notre monde. Grâce aux efforts des astronomes, mathématiciens et astrophysiciens, une carte de l’Univers est établie. Des galaxies simples ont été identifiées, mais pour la plupart, ces grands objets de l'univers sont regroupés en plusieurs dizaines de groupes. La taille moyenne des galaxies dans un tel groupe est de 1 à 3 millions d'années-lumière. Le groupe auquel appartient notre voie lactée compte 40 galaxies. En plus des groupes de l'espace intergalactique, il existe un grand nombre de galaxies naines. En règle générale, ces formations sont des satellites de grandes galaxies, telles que la Voie lactée, le Triangle ou Andromède.
Jusqu'à récemment, la plus petite galaxie de l'univers était considérée comme la galaxie naine "Segue 2", située à 35 kiloparsecs de notre étoile. Cependant, en 2018, des astrophysiciens japonais ont découvert une galaxie encore plus petite, Virgo I, satellite de la Voie lactée située à une distance de 280 000 années-lumière de la Terre. Cependant, les scientifiques pensent que ce n’est pas la limite. Forte probabilité qu'il y ait des galaxies de taille beaucoup plus modeste.
Pour les grappes de galaxies, vont les grappes, zones de l’espace extra-atmosphérique dans lesquelles se trouvent jusqu’à des centaines de galaxies de types, formes et tailles variés. Les accumulations sont de taille colossale. En règle générale, le diamètre d'un tel univers est de plusieurs mégaparsecs.
Un trait distinctif de la structure de l'univers est sa faible variabilité. En dépit des vitesses incroyables avec lesquelles les galaxies se déplacent dans l'univers, elles restent toutes dans un groupe. Ici, le principe du maintien de la position des particules dans l’espace, affecté par la matière noire, formée à la suite d’une grande explosion. On suppose que, sous l’influence de ces vides remplis de matière noire, des amas et des groupes de galaxies continuent de se déplacer dans la même direction pendant des milliards d’années, adjacents les uns aux autres.
Les plus grandes formations de l'univers sont des superamas galactiques qui unissent des groupes de galaxies. Le superamas le plus célèbre est la Grande Muraille du Clown, un objet à l'échelle universelle s'étendant sur 500 millions d'années lumière. L'épaisseur de ce superamas est de 15 millions d'années lumière.
Dans les conditions actuelles, les engins spatiaux et la technologie ne nous permettent pas de considérer l’Univers dans toute sa profondeur. Nous ne pouvons détecter que les super-clusters, les clusters et les groupes. De plus, notre cosmos présente des vides gigantesques, des bulles de matière noire.
Étapes pour explorer l'univers
La carte moderne de l'univers ne nous permet pas seulement de déterminer notre emplacement dans l'espace. Aujourd'hui, grâce à la présence de radiotélescopes puissants et aux capacités techniques du télescope Hubble, l'homme est parvenu non seulement à estimer approximativement le nombre de galaxies dans l'Univers, mais également à en déterminer les types et les variétés. En 1845, l'astronome britannique William Parsons, utilisant un télescope pour étudier des nuages de gaz, était capable d'identifier la nature en spirale de la structure des objets galactiques, soulignant que la luminosité des amas d'étoiles pouvait être plus ou moins grande.
Il y a cent ans, la Voie lactée était considérée comme la seule galaxie connue, bien que la présence d'autres objets intergalactiques ait été prouvée mathématiquement. Notre cour spatiale a reçu son nom dans les temps anciens. Les anciens astronomes, observant la myriade d'étoiles dans le ciel nocturne, ont remarqué une caractéristique de leur emplacement. La grappe principale d'étoiles était concentrée le long d'une ligne imaginaire, ressemblant à une trajectoire de lait éclaboussé. La Voie lactée, les corps célestes d'une autre galaxie bien connue d'Andromède, sont les tout premiers objets de l'univers à partir desquels l'étude de l'espace a débuté.
Notre Voie Lactée contient un ensemble complet de tous les objets galactiques qu'une galaxie normale devrait avoir. Il y a des amas et des groupes d'étoiles, dont le nombre total est d'environ 250 à 400 milliards de dollars, des nuages de gaz dans notre galaxie, des bras en formation, des trous noirs et des systèmes solaires comme le nôtre.
Dans le même temps, la Voie Lactée, comme Andromède avec le Triangle, n’est qu’une petite partie de l’Univers, qui fait partie du groupe de superamas locaux appelé Vierge. Notre galaxie a une forme en spirale, où la plupart des amas d'étoiles, des nuages de gaz et d'autres objets spatiaux se déplacent autour du centre. Le diamètre de l'hélice extérieure est de 100 000 années-lumière. La Voie Lactée - aux normes de l’espace, n’est pas une grande galaxie dont la masse est de 4,8x1011 Mʘ. Notre soleil est dans l'un des bras d'Orion Cygnus. La distance entre notre étoile et le centre de la Voie Lactée est de 26 000 ± 1 400 sv. les années
Pendant longtemps, on pensait que l'un des astronomes les plus populaires de la nébuleuse d'Andromède faisait partie de notre galaxie. Des études ultérieures de cette partie du cosmos ont fourni des preuves irréfutables du fait qu'Andromède est une galaxie indépendante et beaucoup plus grande que la Voie Lactée. Les images obtenues à l'aide de télescopes ont montré qu'Andromède possède son propre noyau. Il existe également des groupes d'étoiles et des nébuleuses qui se déplacent en spirale. À chaque fois, les astronomes ont essayé d'examiner de plus en plus profondément l'intérieur de l'univers, en explorant de vastes zones de l'espace. Le nombre d'étoiles dans ce géant de l'univers est estimé à 1 billion de dollars.
Grâce aux efforts d’Edwin, Hubble a pu établir une distance approximative à Andromède, qui ne pouvait pas faire partie de notre galaxie. Ce fut la première galaxie à subir un tel examen minutieux. Les années suivantes ont apporté de nouvelles découvertes dans le domaine de la recherche intergalactique. La partie de la galaxie de la Voie lactée dans laquelle se trouve notre système solaire a été étudiée plus à fond. À partir du milieu du XXe siècle, il est devenu évident qu’outre notre Voie lactée et la célèbre Andromède, il existe dans l’espace un nombre considérable d’autres entités à l’échelle universelle. Cependant, pour l'ordre nécessaire pour rationaliser l'espace. Si les étoiles, les planètes et d’autres objets de l’espace succombaient à la classification, c’était plus compliqué avec les galaxies. Les dimensions énormes des zones étudiées de l’espace extra-atmosphérique, qui étaient non seulement difficiles à étudier visuellement, mais aussi à évaluer au niveau de la nature humaine, ont eu un effet.
Types de galaxies conformes à la classification acceptée
Hubble fut le premier à franchir une telle étape en tentant en 1962 de classer de manière logique les galaxies connues à cette époque. La classification a été réalisée sur la base de la forme des objets étudiés. En conséquence, Hubble a réussi à organiser toutes les galaxies en quatre groupes:
- les galaxies spirales sont le type le plus commun;
- les galaxies spirales elliptiques suivent;
- avec un cavalier (barre) de la galaxie;
- mauvaises galaxies.
Il convient de noter que notre Voie Lactée appartient aux galaxies spirales typiques, mais qu’il existe un "mais". Récemment, la présence d’un cavalier - barre, qui est présent dans la partie centrale de la formation. En d'autres termes, notre galaxie ne provient pas du noyau galactique, mais découle du cavalier.
Traditionnellement, la galaxie spirale se présente sous la forme d’un disque plat en forme de spirale, dans lequel un centre lumineux est nécessairement présent - le noyau de la galaxie. Ces galaxies sont les plus courantes dans l'univers et sont désignées par la lettre latine S. De plus, il existe une division des galaxies spirales en quatre sous-groupes - So, Sa, Sb et Sc. Les lettres minuscules indiquent la présence d'un noyau brillant, l'absence de manchons ou, inversement, la présence de manchons denses recouvrant la partie centrale de la galaxie. Dans ces manchons se trouvent des groupes d'étoiles, un groupe d'étoiles, qui inclut notre système solaire, d'autres objets de l'espace.
La principale caractéristique de ce type est la rotation lente autour du centre. La voie lactée fait une révolution complète autour de son centre depuis 250 millions d'années. Les spirales situées plus près du centre sont principalement constituées de grappes d'étoiles anciennes. Le centre de notre galaxie est un trou noir autour duquel se déroule tout le mouvement principal. Selon les estimations modernes, la longueur du trajet va dans la direction du centre de 1,5 à 25 000 années-lumière. Au cours de son existence, les galaxies spirales peuvent fusionner avec d'autres formations d'univers plus petites. La présence de halo d'étoiles et de halo de grappes est la preuve de telles collisions au cours de périodes antérieures. Une théorie similaire sous-tend la théorie de la formation des galaxies spirales, résultat d'une collision entre deux galaxies situées dans le voisinage. La collision ne pouvait pas passer sans laisser de trace, donnant une impulsion de rotation générale à une nouvelle formation. À côté de la galaxie spirale se trouve une galaxie naine, une, deux ou plusieurs, satellites d'une plus grande formation.
La structure et la composition des galaxies spirales sont similaires aux galaxies spirales elliptiques. Ce sont d'énormes et plus grands objets univers, comprenant un grand nombre de superamas, de grappes et de groupes d'étoiles. Dans les plus grandes galaxies, le nombre d'étoiles dépasse les dizaines de milliards de dollars. La principale différence entre ces formations est une forme fortement étirée dans l'espace. Les spirales sont disposées en forme d'ellipse. La galaxie spirale elliptique M87 est l’une des plus grandes de l’univers.
Avec le saut, les galaxies sont beaucoup moins communes. Ils représentent environ la moitié de toutes les galaxies spirales. Contrairement aux formations en spirale, dans de telles galaxies, le début est tiré d’un cavalier, appelé barre, résultant des deux étoiles les plus brillantes situées au centre. Notre voie lactée et la galaxie des grands nuages magellaniques en sont un exemple frappant. Auparavant, cette formation était attribuée à des galaxies irrégulières. Le sauteur est actuellement l’un des principaux domaines de recherche en astrophysique moderne. Selon une version, un trou noir à proximité aspire et absorbe le gaz des étoiles proches.
Les plus belles galaxies de l'univers appartiennent au type des galaxies spirales et irrégulières. L'une des plus belles est la galaxie Whirlpool, située dans la constellation céleste Hounds Dogs. Dans ce cas, le centre de la galaxie et les spirales tournant dans la même direction sont clairement visibles. Les galaxies irrégulières sont des superamas d'étoiles chaotiquement situées qui n'ont pas de structure claire. Un exemple typique d'une telle formation est une galaxie numérotée NGC 4038 située dans la constellation du Corbeau. Ici, avec d'immenses nuages de gaz et des nébuleuses, on peut constater un manque total d'ordre dans la disposition des objets de l'espace.
Conclusions
Vous pouvez explorer l'univers sans fin. A chaque fois, avec l'avènement de nouveaux moyens techniques, une personne ouvre le voile de l'espace. Les galaxies sont les objets les plus incompréhensibles pour l’esprit humain dans l’espace, aussi bien du point de vue psychologique que du point de vue de la science.
