Galaxies en spirale

Galaxie des moulins dans la constellation du maire de l'OSA, un exemple de galaxie en spirale. Source: Wikimedia Commons. ESA / Hubble

Qu'est-ce qu'une galaxie en spirale?

Ongle Galaxie en spirale C'est un groupe d'étoiles en forme de disque avec des bras en spirale, qui se souvient de la forme d'un broyeur de vent. La forme des bras varie considérablement, mais en général un centre condensé entouré d'un album à partir desquels Spirals Sprouts se distingue clairement. 

Près de 60% des galaxies actuellement connues sont des spirales avec les structures caractéristiques suivantes: renflement central ou ampoule galactique, disque, bras en spirale et halo.

Ce sont des galaxies d'une beauté extraordinaire qui peuvent être situées dans des constellations telles que Eridano. Tous codés grâce au travail de l'astronome Edwin Hubble (1889-1953).

Caractéristiques des galaxies en spirale

Les deux tiers des galaxies en spirale ont une barre centrale, constituant un sous-type appelé Galaxies en spirale de Barrad, Pour les différencier des simples galaxies en spirale. Ils n'ont que deux spirales qui quittent la barre et se vissent dans la même direction. Notre voie lactée est un exemple de Barrad Spiral Galaxy bien que nous ne puissions pas l'observer de notre position.

Le renflement central est rougeâtre, en raison de la présence d'étoiles plus anciennes. Dans le noyau lui-même, il y a peu de gaz et au centre, un trou noir est généralement trouvé. 

L'album en revanche est bleuâtre et riche en gaz et en poussière, avec la présence d'étoiles jeunes et les plus chaudes qui orbitent dans des trajectoires presque circulaires autour du noyau galactique, mais plus lentement que celles du noyau.

Quant aux spirales, ils sont présentés dans une grande variété, étant capables à partir desquels ils sont fortement roulés autour de bombais. Ils se démarquent grâce au grand nombre d'étoiles jeunes, bleues et chaudes qui contiennent.

Il y a plusieurs théories sur les raisons pour lesquelles ils sont formés, dont nous parlerons plus tard.

Enfin, il y a un halo sphérique qui entoure tout l'album, pauvre en gaz et en poussière, dans lequel les étoiles plus anciennes sont regroupées en grappes globulaires, en groupes énormes avec des milliers et jusqu'à des millions d'étoiles qui se déplacent à grande vitesse.

Types de galaxies en spirale

Pour classer les galaxies en fonction de leur morphologie (apparence telle qu'elles sont vues de la Terre), la touche créée par Edwin Hubble est utilisée en 1936. Cette classification a ensuite été modifiée par d'autres astronomes en ajoutant des sous-types et des nombres à la notation d'origine.

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Galaxies codifiées Hubble de cette manière: E pour les galaxies elliptiques, les galaxies sous-jacentes à forme lente et avec les spirales. 

Plus tard, deux autres catégories ont été ajoutées pour inclure des galaxies en spirale Barrad avec SB et des galaxies dont la forme ne suit pas un modèle et est irrégulier: irrégulier. Environ 90% de toutes les galaxies observées sont elliptiques ou en spirales. Seulement 10% se trouve dans la catégorie IRR.

Hubble croyait que les galaxies ont commencé leur vie en tant que structures sphériques de type E0, puis développent les bras et deviendraient des galaxies en spirale qui finiraient par être irrégulières.

Cependant, cela ne se produit pas. Les galaxies elliptiques ont un mouvement de rotation beaucoup plus lent qui ne les entraînera pas à rétrécir et à générer des spirales.

Dans les bras de la touche Hubble se trouvent les galaxies en spirale: S pour les spirales normales et SB pour les Spiraux Barrads. Les lettres de la ville indiquent les sous-types: "A" indique que les spirales sont bien fermées autour du noyau, tandis que "C" est utilisé lorsqu'ils sont plus petits. La proportion de gaz augmente également systématiquement.

La Voie lactée est SBB, avec le soleil dans l'un des bras en spirale: le bras Orion, appelé ça parce qu'il y a aussi les étoiles de cette constellation, l'une des vues les plus frappantes de la Terre.

Théories sur l'origine des spirales

L'origine des bras en spirale n'est pas encore connue avec certitude, mais il existe plusieurs théories qui cherchent à les expliquer. Pour commencer les astronomes, ils ont rapidement observé que les différentes structures d'une galaxie en spirale tournent à différentes vitesses. Ceci est connu comme Rotation différentielle Et c'est une caractéristique de ce type de galaxies. 

L'intérieur du disque des galaxies en spirale tourne beaucoup plus rapidement que l'extérieur, tandis que le halo ne tourne pas. Pour cette raison, au début, on croyait que c'était la cause des spirales et non seulement cela, c'est aussi la preuve de l'existence de la matière noire.

NGC 2207 Galaxy et IC 2163 Galaxy Views par le télescope spatial Hubble

Cependant, si c'est le cas, les spirales seraient de courte durée (en termes astronomiques bien sûr), car ils finiraient par se rouler sur eux-mêmes et disparaître.

Ondes de densité et auto-proximité des étoiles

Une théorie plus acceptée pour expliquer l'existence des spirales est celle des ondes de densité. Cette théorie, créée par l'astronome suédois Bertil Lindblad (1895-1965).

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De cette façon, des zones avec plus de concentration sont créées, comme les spirales, et d'autres avec moins, ce serait les espaces entre eux. Mais ces zones ont une durée limitée, de sorte que les bras peuvent bouger bien que leur forme persiste dans le temps.

Cela explique pourquoi les spirales sont des régions très actives en ce qui concerne la production d'étoiles. Là, le gaz et la poussière sont plus concentrés, de sorte que la gravité intervient pour que l'affaire soit regroupée en formant des protoestrellas, qui donnera naissance à des étoiles jeunes et massives.

L'autre théorie qui cherche à expliquer les spirales est celle de l'auto-exploitant. Il est connu que les étoiles bleues et massives des bras en spirale sont courtes par rapport aux étoiles plus froides et rouges dans le noyau.

Les premiers mettent généralement fin à leur vie dans de gigantesques explosions de supernova, mais le matériel peut être recyclé formant de nouvelles étoiles au même endroit que les précédents: Spiral Arms.

Cela expliquerait la persistance des bras, mais pas l'origine. C'est pourquoi les astronomes croient plutôt qu'ils sont dus à une combinaison de facteurs: la même rotation différentielle, l'existence d'ondes de densité, l'auto-proximité des étoiles et les interactions souffrant d'autres galaxies.

Toutes ces circonstances ensemble donnent naissance à différents types d'armes en spirale: fine et clairement délimité ou épaisse et peu définie.

Différences avec les galaxies elliptiques

La différence la plus évidente est que les étoiles dans les galaxies elliptiques sont distribuées de manière plus uniforme que dans les spirales. Dans ceux-ci, ils ont l'air concentrés sur l'album le plus rougeâtre et dispersés dans des bras en spirale, le bleuâtre, mais la distribution des galaxies elliptiques est ovale.

Une autre caractéristique distinctive est la présence ou l'absence de gaz interstellaire et de poussière. Dans les galaxies elliptiques, la plupart des matières sont devenues des étoiles il y a longtemps, ont donc peu de gaz et de poussière. 

Pour leur part, les galaxies en spirale ont des zones où le gaz et la poussière, qui donnent naissance à de nouvelles étoiles, est abondant.

La différence remarquable suivante est le type d'étoiles. Les astronomes distinguent les populations de deux étoiles: la population et la population II, des étoiles plus âgées. Les galaxies elliptiques contiennent des stars de la population II et quelques éléments plus lourds que l'hélium.

D'un autre côté, les galaxies en spirale contiennent des populations I et II. Dans le disque et les bras prédominent la population I, la métallicité plus jeune et élevée. Cela signifie qu'ils contiennent des éléments lourds, les étoiles restantes sont déjà manquantes, tandis que dans le halo se trouvent les étoiles les plus anciennes.

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C'est pourquoi les étoiles se forment toujours dans des galaxies en spirale, tandis que l'elliptique ne. Et ce sont probablement les galaxies elliptiques sont le résultat de collisions entre les galaxies spirales et irrégulières, au cours de laquelle la majeure partie de la poussière cosmique disparaît et avec elle la possibilité de créer de nouvelles étoiles.

Ces collisions entre les galaxies sont des événements fréquents, en fait, on pense que la voie lactée est en collision avec de petites galaxies satellites: la galaxie elliptique elliptique Sagdeg Sagittaire et la galaxie naine du canet.

Tableau de comparaison

Différences entre les galaxies elliptiques et spirales. Source: Fanny Zapata.

Exemples de galaxies en spirale

Les galaxies en spirale abondent dans l'univers. Les vues de la Terre sont des objets d'une beauté extraordinaire de ses diverses manières. Par exemple, dans la constellation d'Eridano, il y a cinq galaxies en spirale de différents types, y compris trois barrads. L'un d'eux est NGC 1300, qui est illustré ci-dessous.

La voie Lactée

C'est la galaxie qui abrite le système solaire dans l'un de ses bras en spirale. Il contient entre 100 et 400 milliards d'étoiles avec une taille estimée entre 150 et 200 000 années-lumière. Il fait partie du groupe de galaxies locales So-appelé, à côté d'Andromède et environ 50 galaxies supplémentaires, presque tous les nains.

Andromède

La galaxie Andromeda

Également connu sous le nom de M31, il est situé dans la constellation d'Andromeda, proche de celui de Casiopea avec sa forme w reconnaissable de w. On peut voir avec l'œil nu ou avec de bonnes jumelles sur des nuits claires et sans lune. 

Bien qu'il soit déjà apparu dans les archives des anciens astronomes arabes, il n'était pas connu qu'il s'agissait d'une galaxie jusqu'au début du 20e siècle, grâce aux observations d'Edwin Hubble.

C'est environ 2.5 millions d'années-lumière et a une taille comme celle de la Voie lactée, bien qu'elle soit un peu plus massive. Cependant, les estimations récentes soulignent que sa masse est comparable à celle de notre propre galaxie.

Andromeda nous approche à grande vitesse, il est donc prévu que dans environ 4.5 milliards d'années se sont effondrées avec la Voie lactée, donnant naissance à une gigantesque galaxie elliptique.

Swirl Galaxy

Swirl Galaxy et sa galaxie satellite. Source: Wikimedia Commons.

Il apparaît dans le catalogue Messier comme objet M51 et a été découvert par Charles Messier lui-même en 1773. Il est situé dans la constellation des cannes de Venatici dans le ciel nord, près des bottes et du Léon, d'où il peut être vu avec Prismatique.

Cet objet astronomique majestueux a la forme typique de la galaxie en spirale et est à une distance estimée entre 16 et 27 millions d'années-lumière. Il a une galaxie d'accompagnement clairement visible dans les images du télescope: la galaxie NGC 5195.