Voie lactée : les mystères d'une galaxie spirale

Quelle est donc cette bande lumineuse qui traverse le ciel ? Même si Démocrite pensait déjà, au V^e siècle avant J.-C., que la Voie lactée était « formée d'astres tout petits et groupés si étroitement qu'ils nous paraissent ne faire qu'un », il a fallu attendre Galilée et sa lunette astronomique pour confirmer cette idée audacieuse. Ce n'est que dans les années 1930 qu'une représentation correcte de la Galaxie était obtenue, montrant que notre Voie lactée était une galaxie parmi d'autres, et que le Soleil était bien loin d'être en son centre...

Nous pouvons voir une partie de la Voie lactée, notre galaxie, dans le ciel nocturne. © Y. Beletsky (LCO)/ESO, CC by 4.0 

La structure en spirale des galaxies a longtemps posé des problèmes aux astronomes, les bras devant s'enrouler très vite, et le disque galactique devenir homogène. La Voie lactée, notre galaxie, dont nous voyons une partie dans le ciel nocturne, est elle aussi spirale.

Au cœur de la Voie lactée, comme dans chaque galaxie, se tapit un trou noir supermassif, dont la masse est proportionnelle à celle du bulbe galactique, sa partie centrale. Les galaxies se rencontrent fréquemment, et peuvent interagir par ce qu'on appelle « les forces de marée ». Elles sont freinées par friction dynamique, ce qui peut les conduire à se rapprocher en spiralant vers leur centre commun, voire à fusionner.

Rayon laser émis depuis un observatoire en direction du centre de la Voie lactée pour en étudier les détails. Le laser provoque la formation d'une « étoile artificielle » dans la mésosphère, à 90 km d'altitude. Cette source de lumière est utilisée comme référence pour compenser les turbulences atmosphériques. Le laser est réglé sur la fréquence d'excitation du sodium. Sa couleur jaune rappelle d'ailleurs celle des lampes à sodium utilisées dans l'éclairage urbain. Cette couche de sodium dans la mésosphère serait une trace laissée par les météorites qui la traversent. Cette méthode permet d'analyser les détails fins du ciel, tels que l'activité du trou noir se trouvant dans le centre galactique. Photo prise au grand angle (180°) à la mi-août 2008, près du Very Large Telescope, sur le Cerro Paranal, au Chili. © ESO, Yuri Beletsky, CC by 3.0 

Dans ce dossier, vous pourrez découvrir des phénomènes fascinants autour de la Voie lactée, comme ce qui caractérise une galaxie spirale, des détails sur les trous noirs ou encore la matière noire. Les interactions entre galaxies, qui peuvent aller jusqu'à la fusion de plusieurs entités, sera elle aussi abordée. Bonne lecture.

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