Par Denis Bergeron

Les galaxies sont des entités complètes contenant les étoiles, planètes, nébuleuses, etc, retenues ensemble par des forces gravitationnelles. Les amas globulaires contenant des millions d'étoiles dans une masse sphérique se retrouvent autour des noyaux des galaxies un peu comme les satellites naturels des planètes. Ils appartiennent entièrement à la galaxie qui les retient. Les galaxies contiennent des centaines de milliards d'étoiles et l'ensemble du système tourne sur lui-même en quelques milliards d'années. On compte les galaxies par MILLIARDS dans l'univers. L'image de droite montre très bien les milliards d'étoiles contenues dans un des bras de la  galaxie NGC 300 (Sculpteur) prise par le télescope spatial Hubble.

Les galaxies se retrouvent sous différentes formes selon l'apparence qu'elles présentent. Certaines sont ELLIPTIQUES comme Messier 87 dans la constellation de la Vierge et présentent un aspect circulaire ou elliptique flou. D'autres, présentent une forme de SPIRALE comme la galaxie d'Andromède (Messier 31) ou SPIRALE BARREE comme la galaxie Messier 109 dans la Grande Ourse. D'autres sont vues par la TRANCHE comme la galaxie NGC 4565 dans la constellation Coma Berenice et finalement d'autres présentent un aspect IRREGULIER comme la galaxie Messier 82 dans la Grande Ourse.

Lorsqu'on observe une galaxie proche comme la galaxie Messier 33 dans la constellation du Triangle boréal, on y aperçoit plusieurs types d'objets célestes que nous retrouvons dans notre propre galaxie. Nous pouvons y retrouver des nébuleuses, des nébuleuses planétaires, des étoiles variables, des amas d'étoiles, des gaz interstellaires en abondance, etc. Bref, en analysant la lumière et les composants chimiques et physiques des galaxies proches, nous avons découvert une similitude avec ce qu'on retrouve dans notre propre galaxie la Voie lactée. La position de notre Soleil et son cortège de planètes se situe dans un des bras de notre galaxie et non au centre. C'est aussi dans les bras galactiques que l'on retrouve des étoiles jeunes alors que les étoiles vieilles se retrouvent plutôt vers le centre de la galaxie et dans les amas globulaires.

Les galaxies se retrouvent en groupe appelé AMAS DE GALAXIES. L'un des amas de galaxies les plus connu et observable par les astronomes amateurs est l'AMAS DE GALAXIES DE LA VIERGE situé dans la constellation de la Vierge. La galaxie elliptique Messier 87 est située approximativement au centre de l'amas.

Ces amas de galaxies se retrouvent partout dans l'univers. Les astronomes ont découvert que les amas de galaxies massifs distordent l'espace environnant agissant comme une lentille laissant apparaître d'autres galaxies encore plus lointaines derrière elles. Ces galaxies présentent des formes de lignes allongées mais leurs vitesses diffèrent complètement des galaxies formant l'amas qui déforme l'espace. Ces super-amas de galaxies créent des déformations de l'espace appelées LENTILLES GRAVITATIONNELLES. Le plus bel exemple de lentille gravitationnelle est le super-amas de galaxie ABELL 2218 ci-contre prise par le télescope spatial Hubble.

Une autre découverte majeure réalisée il y a quelques années par le télescope Hubble montre combien les galaxies abondent dans l'univers et cela dans toutes les directions. A partir d'une image du ciel prise dans une région de la constellation de la Grande Ourse avec un des plus puissant instrument de la Terre, les astronomes ont notés la présence de quelques étoiles appartenant à notre propre galaxie et quelques galaxies externes. Comme on voyait des espaces vides dans l'image et comme cette image avait été prise avec les meilleures technologies, les astronomes se sont demandés s'il y avait d'autres objets dans ces espaces vides apparaissant sur la photo.

Une équipe d'astronomes ont décidés de prendre une image à très longue exposition (130 heures) de l'un de ces espaces vides et les résultats ont stupéfiés la communauté astronomique du monde entier. Les astronomes y ont découvert des milliers de galaxies dans un champ à peine plus gros qu'un efface de crayon. La distance de ces galaxies avoisine les 11 milliards d'années lumières ce qui nous ramène très loin dans le temps. Une expérience similaire a été réalisé dans l'hémisphère Sud et les résultats sont exactement identiques. Il y aurait donc des MILLIARDS DE GALAXIES et plus notre technologie s'améliore plus nous découvrons de galaxies encore plus loin. En 2004, Les astronomes ont détectés une galaxie situé à 13 milliards d'années lumières grâce à une lentille gravitationnelle. A noter, qu'on estime l'origine de l'univers à ... 15 milliards d'années !

L'analyse des vitesses et des distances des galaxies semblent démontrer que celles-ci sont toutes en expansion et plus elles sont éloignées plus leur vitesse de récession est grande. Certaines galaxies ont une vitesse de récession avoisinnant 0,7 fois la vitesse de la lumière. Cela remet en question la théorie du BIG BANG où on devrait pourtant observer un ralentissement de la vitesse chez certaines galaxies qui devrait selon les théoriciens provoquer un jour un BIG CRUNCH.

Ces découvertes sont parmi les plus importantes en astrophysique. Les cosmologistes et astrophysiciens semblent maintenant penser que la matière dont nous sommes faits jusqu'à l'ensemble de toutes les galaxies ne compose que 5% de l'univers. Un autre 25% serait fait d'une matière exotique (SOMBRE) dont on ignore tout. Finalement, tout indique qu'il existerait une autre forme de matière qui serait REPULSIVE. De quoi révolutionner toute notre pensée!!!

Les galaxies sont parmi les objets les plus intéressants à observer et surtout à photographier. Comme la plupart des galaxies sont petites et faibles, elles apparaissent comme un petite tache floue à travers un télescope. En général, ce qu'on observe, c'est le noyau central qui est toujours la partie la plus lumineuse de la galaxie. Pour faire ressortir les détails, les meilleurs instruments sont les caméras CCD.

Lorsqu'on observe les galaxies au télescope, il est toujours passionnant de réaliser que ces objets sont nos voisins et contiennent des centaines de milliards d'étoiles et qu'ils sont en abondance dans l'univers. Cependant, n'oubliez pas que toute la matière constituant notre univers  incluant les milliards de galaxies ne constitue que...5% de l'ensemble de la matière constituant l'univers.

Les galaxies qui apparaissent dans un télescope brillent en lumière visible qui constitue une bien petite partie du spectre électromagnétique. Il existe aussi des galaxies qui brillent encore plus en lumière invisible comme l'ultraviolet ou l'infrarouge. En 1943, l'astrophysicien Carl K. Seyfert a découvert que certaines galaxies spirales possédaient des noyaux particulièrement lumineux dans le domaine infrarouge. On a ainsi appelé GALAXIE SEYFERT les galaxies qui présentent un noyau brillant normalement en lumière visible mais qui émettent très fortement en infrarouge. Ce type de galaxie présente aussi des noyaux à très forte émission radio. Le spectre de ces galaxies présente beaucoup de raies d'émission intenses et très larges qui révèlent le mouvement du gaz avec des vitesses très élevées. Ces galaxies semblent représenter une phase d'activité de la vie d'une galaxie, intermédiaire entre les galaxies normales (phase calme) et les quasars (phase très active).

D'autres types de galaxies brillent très fortement en rayonnement radioélectrique. On les appelle RADIOGALAXIE. Alors qu'une galaxie normale émet au moins 10 000 fois plus dans le domaine visible que dans le domaine radio, une radiogalaxie émet un rayonnement aussi intense en radio qu'en optique. Ces galaxies sont le plus souvent des galaxies elliptiques géantes présentant certaines caractéristiques morphologiques comme des jets de matière, bandes de poussières, etc. Le rayonnement radio provient des régions centrales de la galaxie visible et situées symétriquement de part et d'autre de la galaxie. La cartographie détaillée de ces régions montre souvent l'existence de jets d'émission radio dirigés de la galaxie visible vers la source double étendue. Ces galaxies émettent aussi très intensivement en rayon X. L'ordre de grandeur est 100 fois plus qu'une galaxie normale. Le mécanisme qui régit cette énorme émission d'énergie ne peut pas s'expliquer par le rayonnement global de l'ensemble des étoiles formant la galaxie. Il existe sûrement un phénomène encore inexpliqué qui doit produire dans le noyau de ces galaxies d'énormes explosions provoquant cette énorme production d'énergie.

Outre les galaxies, les astronomes ont découvert des objets célestes dont l'apparence ressemble à une étoile mais dont l'énergie dégagé notamment dans le domaine des ondes radio représente des millions de fois l'énergie dégagé par une galaxie entière. On a donné le vocable QUASAR (QUAsi Stellar Astronomical Radiosource) à ce type d'objet. Les quasars sont aussi d'une très grande luminosité et présente un spectre à fort décalage vers le rouge. Ils sont situés en dehors des galaxies et contituent un type d'astre distinct des galaxies.

Le premier quasar a été découvert en 1960 par l'américain A. Sandage alors qu'il s'intéressa à une radio-source particulière d'aspect stellaire dont la couleur était très bleue. Il identifia cette radio-source 3C 48. Quoique d'aspect stellaire, les quasars ne sont aucunement apparentés aux étoiles. Leur spectre présente des raies d'émission correspondant à une forte excitation, et ces raies sont très décalées vers le rouge. Cela signifie que ces objets s'éloignent dans l'univers. Ils sont de plus situés à de très grandes distances. Malgré leur très grande puissance d'émission d'énergie radio, ces objets sont beaucoup plus petits qu'une galaxie. On estime leur dimension à environ 1/100 du diamètre d'une galaxie. Par contre, leur luminosité est considérable de l'ordre de celle qu'auraient 100 à 1 000 galaxies.

Certains quasars présentent des émissions radio aussi puissants que les radiogalaxies. On les appele QUASARS RADIO. Ils sont constitué d'une source centrale extrêmement compacte, mais présentent parfois une structure avec plusieurs composantes comme les radiogalaxies. Certaines de ces structures ressemblent à des jets ayant des dimensions inférieures à 1 année-lumière.

Les quasars présentent une certaine variabilité complexe autant dans le domaine optique que radio. Les fluctuations peuvent varier de quelques jours à quelques années et leur amplitude peut être supérieure à une magnitude. En général, les quasars variables sont associés à une structure comme par exemple un jet de matière. Le quasar 3C 273 situé dans la constellation de la Vierge brille à la magnitude +14 et il varie d'une magnitude. Les images détaillées montrent la présence d'un jet de matière. Actuellement, on a découvert plus de 3 000 quasars. Le plus lointain, découvert en 1986, est le quasar 0046 -293 dans la constellation du Sculpteur. Sa distance se situe entre 12 et 13 milliards d'années-lumières. On a aussi découvert quelques quasars doubles et triples. On croit qu'il s'agirait plutôt d'un effet de lentille gravitationnelle comme expliqué plus haut.

Ces dernières années, on a découvert un quasar qui brille 90% de son énergie en lumière invisible infrarouge. Ce quasar particulier nommé 13349 +2438 est situé à la lisière occidentale de la constellation du Bouvier. Son spectre semble indiquer qu'il serait entouré d'une enveloppe de poussière qui absorberait l'énergie émise et qui serait à l'origine de l'énergie infrarouge émise. Il serait aussi plus proche que la plupart des quasars connus et sa formation semble aussi plus récente.

Les futures découvertes à venir en astronomie risquent de bouleverser notre conception des choses. L'univers nous cache encore bien des surprises. L'une de ces surprises est que le noyau de certaines galaxies et quasars contiendrait des "trous noirs super massifs" dont la masse équivaudrait à plusieurs millions de fois celle de notre Soleil. Cela pourrait expliquer en partie l'énorme dégagement d'énergie de certaines galaxies et quasars.

A la lumière de ces dernières connaissances, notre petite Terre nous apparaît bien petite et insignifiante!

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