Tout savoir sur la Voie Lactée, notre galaxie

La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie dans laquelle se situent le Système solaire où vit l’humanité, ainsi que toutes les étoiles visibles à l’œil nu.

Elle est partiellement visible dans de bonnes conditions d’observations (absence de pollution lumineuse), notamment sous les tropiques, ou dans nos latitudes sous un ciel d’été, sous la forme d’une bande plus claire dans le ciel nocturne, la « voie lactée ». Comme nous sommes en son sein, et plus précisément à sa périphérie, il est difficile de connaître sa forme exacte, mais l’on sait que sa forme est assez semblable à celle de la Galaxie d’Andromède. Il s’agit donc d’une galaxie spirale, mais il est difficile d’établir s’il s’agit d’une galaxie spirale ordinaire ou d’une galaxie spirale barrée, son noyau présentant une barre de faible extension découverte en 1991.

Le type de spirale (a, b ou c selon le degré d’ouverture des bras) est lui aussi difficile à déterminer du fait que nous n’avons pas de vue externe de notre Galaxie. Divers arguments favorisent des bras plutôt fermés (b) ou plutôt ouverts (c) aussi son type est-il considéré comme étant S(B)bc.

En tout état de cause, sa forme générale est un disque de 25 000 pc de diamètre comportant un bulbe central, lui-même entouré d’un halo sphérique de faible densité de 30 kpc de diamètre. Elle contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles, dont le Soleil[6], pour une masse totale évaluée de l’ordre de plusieurs centaines de milliards de masses solaires.

La dénomination « voie lactée » désignait d’abord uniquement la partie observable à l’œil nu de notre galaxie qui crée la bande blanchâtre tracée dans le ciel nocturne par le disque galactique, mais elle est maintenant fréquemment utilisée pour désigner toute notre galaxie : elle s’écrit alors « Voie lactée » avec une majuscule, comme la Galaxie (notre galaxie) ou le Soleil (notre soleil).

Image de la Voie Lactée – le 18 Août 2010

18 Août 2010 – La Voie Lactée, magnifique voûte celeste que l’on observer plus facilement l’été. Le Canon EOS 1000D a été monté sur la monture CG5 GT avec un objectif 18/55. Après une mise en station plutôt réussi, j’ai été agréblement supris de la qualité du suivi. Pose de 4 minutes à 800ISO. Au centre de la photo, on voit la constellation du Cygne, NgC7000 et les différentes nébuleuses de ce coin de ciel. Image finale : 30 images stackées (DeepSkyStacker).

Observations et découvertes

L’observation à l’œil nu de la Voie lactée ne permet de distinguer qu’une très faible partie des étoiles dont elle se compose. Avec sa lunette astronomique, Galilée découvrit dès 1610 que la Voie lactée était un nuage très dense d’étoiles. En 1750, le savant Thomas Wright, dans son ouvrage An Original Theory or New Hypothesis of the Universe, imagina qu’elle formait un nuage aplati, disque parsemé d’étoiles parmi lesquelles se trouvait le Soleil. La preuve que les étoiles de notre galaxie sont des objets semblables au Soleil (et donc considérablement plus éloignés étant donné leur faible éclat) date du XIXe siècle avec les observations de l’astronome allemand Friedrich Bessel.

La première tentative de décrire la forme de la Voie lactée et la position du Soleil au sein de celle-ci fut effectuée par William Herschel en 1785 en dénombrant les étoiles dans différentes régions du ciel. Malheureusement, ne connaissant pas leur distance, il supposa que toutes les étoiles avaient une même luminosité intrinsèque et que leur distance décroissait en proportion de leur magnitude apparente. En utilisant un raffinement de cette méthode, Jacobus Kapteyn arriva en 1920 à l’image d’une petite galaxie elliptique d’environ 15 kiloparsecs de diamètre, avec le Soleil près du centre.

Crédit Richard Powell – http://atunivers.free.fr

Les premiers travaux quantitatifs relatifs à la structure détaillée de notre Galaxie remontent à 1918 avec Harlow Shapley. En étudiant la répartition sur la sphère céleste des amas globulaires il parvint à l’image selon laquelle notre Galaxie était une structure symétrique de part et d’autre de son disque visible, et que son centre était situé dans la direction de la constellation du Sagittaire aux coordonnées approximatives de 17h 30m et -30°. Ainsi était-il établi que le Soleil ne pouvait être situé au centre de la Voie Lactée[7]. Shapley est de ce fait considéré comme l’auteur d’une seconde révolution copernicienne. Dans son analyse, Shapley put estimer l’ordre de grandeur aujourd’hui admis pour l’extension de la Voie lactée : plusieurs dizaines de milliers de parsecs. Une dizaines d’années plus tard, Bertil Lindblad[8] puis Jan Oort[9] montrèrent indépendamment que les étoiles de la Voie lactée tournaient autour du centre, mais selon une rotation différentielle (c’est-à-dire que leur période orbitale dépendait de leur distance au centre), et que amas globulaire et certaines étoiles ne tournaient pas à la même vitesse que le disque lui-même, suggérant fortement une structure en spirale.

Crédit Richard Powell – http://atunivers.free.fr

Observation à l’œil nu

Visible depuis la Terre sous la forme d’une bande blanchâtre traversant la voute céleste, le phénomène visuel de la Voie Lactée provient en majeure partie des étoiles et du gaz la composant. Si le nombre d’étoiles visible à l’œil nu est faible (quelques milliers au plus dans de bonnes conditions d’observations), le nombre d’étoiles résolues augmente considérablement à l’aide d’un instrument d’observation (lunette astronomique ou télescope). Cependant, ayant une brillance de surface assez faible, la Voie lactée est relativement difficile à observer à l’œil nu à proximité des grandes villes, ou dans toute région souffrant de pollution lumineuse.

Le plan de la Voie lactée n’est pas aligné avec celui de l’écliptique, mais incliné à environ 60° par rapport à celui-ci. Les deux s’intersectent au niveau des constellations des Gémeaux et, à l’opposé, du Sagittaire. La portion la plus épaisse de la Voie lactée est située dans le Sagittaire, correspondant au renflement du bulbe galactique, entourant le centre galactique. Le fait que la Voie Lactée divise le ciel nocturne en deux hémisphères quasi-égaux prouve que le système solaire est proche du plan galactique, conclusion pour la première fois trouvée par Harlow Shapley en 1918.

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