Historique de Marseille
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le 11/11/11
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L’actualité de l’OAMP | Le cours à l’Observatoire Historique de Marseille |
| Mis à jour le 11/11/11 |
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| Introduction à la 5me partie | |||||||
Ce que nous voyons à l’œil nu :
La question qui se pose maintenant est de déterminer la nature de la Voie Lactée. Son apparence laiteuse (d’où son nom) n’a pas vraiment trompé certains esprits, qui se sont demandé si elle ne serait pas due à l’accumulation d’un très grand nombre d’étoiles, très rapprochées, et qu’on ne pourrait pas distinguer individuellement. Malheureusement, ces personnes ne disposaient pas des instruments qui leur auraient permis de trancher.
Un autre problème est celui de la nature des petits nuages visibles dans le ciel. Certains ont une forme irrégulière, d’autres présentent une forme spirale. Là encore, la question s’est posée de savoir si c’étaient des nuages de gaz éclairés par les étoiles, ou bien des systèmes stellaires non résolus par les instruments de l’époque. Dans les années 20, ce problème a fait l’objet du Grand Débat.
Ces deux problèmes sont liés, mais nous allons d’abord considérer la Voie Lactée. C’est grâce à un nouvel instrument de sa construction que William Herschell, en 1786, a réussi à distinguer des étoiles dans la Voie Lactée, montrant qu’elle était constituée pour tout ou partie d’astres normaux, mais discernables avec des instruments puissants seulement. L’explication est que ces étoiles sont plus loin que celles qu’on distingue facilement.
Du coup, les nébuleuses spirales pourraient être de même nature : si les nébuleuses sont des nuages de gaz, elles peuvent être proches de nous, et appartenir à notre monde d’étoiles. Par contre, si elles sont constituées d’étoiles, elles sont forcément très loin puisqu’on ne pouvait pas les résoudre.
Cette cinquième partie est consacrée aux galaxies en général, et à la Voie Lactée en particulier, mais ce nom cache des réalités différentes.
La Voie Lactée a été nommée dans l’Antiquité, comme un objet bien identifié, distinct des étoiles, des planètes, des comètes. La légende veut que ce soient quelques gouttes du lait d’Héra qu’Hercule aurait laissé échapper.
Les étoiles qui font la beauté du ciel nocturne constituent -avec la Terre, la Lune, le Soleil, les planètes (les 5 visibles à l’œil nu), les comètes- l’Univers des premiers observateurs. Une observation un peu plus précise a montré qu’il existait aussi de petites taches floues, semblables à de minuscules nuages dans le ciel. On les a nommées nébuleuses.
Puis, on s’aperçut que la Voie Lactée était constituée d’innombrables étoiles, bien trop faibles et trop serrées pour être distinguées à l’œil nu, ou avec un petit instrument. Alors, les étoiles que l’on distingue ne sont que la partie toute proche de la Voie Lactée.
Puis on a compris que le Soleil est une étoile, tellement particulière parce qu’elle est extraordinairement plus proche que les autres. Le Soleil et ses planètes font donc partie de la Voie Lactée.
Sur cette lancée, les nébuleuses en font-elles partie aussi ? La question est plus difficile, leur nature ayant résisté plus longtemps à l’analyse. Et lorsqu’on a disposé des moyens techniques suffisants, on a vu qu’il y avait plusieurs sortes de nébuleuses : celles qui sont constituées de gaz, et celles qui sont formées d’étoiles. C’est la spectroscopie qui a permis de trancher.
Certaines petites taches floues sont bien rondes. Des télescopes plus puissants ont permis d’y voir des étoiles : ce sont les amas globulaires. Ils ont joué un rôle très important dans les découvertes futures. Mais ces ensembles stellaires sont relativement proches, et ne remettent pas en cause la notion d’Univers.
D’autres nébuleuses se sont avérées formées d’étoiles. Elles sont beaucoup plus lointaines que les étoiles les plus éloignées de notre Voie Lactée, dont elles ne font pas partie. Elles sont de même nature qu’elle. La Voie Lactée, avec tout l’environnement proche du Soleil, a donc perdu son statut d’Univers ! L’Univers est un ensemble de voies lactées, toutes plus ou moins semblables.
Il a fallu nommer ces nébuleuses particulières. La partie la plus spectaculaire de notre système étant la Voie Lactée, on a utilisé son nom grec : galaxias (du grec galactos et axias), pour nommer ces entités. La nôtre, la favorite, se nomme la Galaxie avec une majuscule, alors que les autres ne sont que des galaxies plus ou moins anonymes.
Le nom de nébuleuse est maintenant réservé aux nuages de gaz.
Il va falloir maintenant étudier toutes ces galaxies.
Mais notre Galaxie est un ensemble encore plus complexe : certaines parties sont bien visibles -ce sont celles dont on vient de parler-, et d’autres au contraire bien cachées.
Ces dernières n’ont été découvertes (en partie ?) que récemment, soit par une analyse précise des anomalies d’observation des objets visibles, soit par l’utilisation de rayonnements auxquels nous ne sommes pas sensibles, et qui nécessitent des instruments nouveaux. On en distinguera deux parties : le milieu interstellaire, confiné dans la région des étoiles, dont la structure est complexe et l’analyse loin d’être achevée, dont les régions les plus denses sont les nébuleuses brillantes, les régions H II, les nuages froids -ou régions H I- incapables de briller, puis les nuages moléculaires abritant une chimie exubérante. L’autre est encore plus dilué, et s’étend encore plus loin. C’est la halo de notre Galaxie.
Allant toujours de l’avant, lorsqu’on a connu les galaxies, on a ouvert deux domaines de recherche :
Dans le premier domaine, après avoir étudié les objets, il nous faudra comprendre comment ils se sont regroupés, quelle est la forme de la Galaxie, ses dimensions, quelles sont les interactions entre ses éléments... Les radiotélescopes ont apporté une contribution décisive, avec l’étude des régions H I de notre Galaxie, et la découverte de toute une faune de galaxies étranges, dont les quasars sont les plus célèbres. Mais l’astronomie optique a été très active aussi, et la coopération entre les différentes branches de l’astronomie a permis de se faire une idée de ces objets extraordinaires. Après cette phase exubérante de découvertes, on a fini par unifier ces objets dans un modèle standard, qui permet de les expliquer assez bien tous. Certains de ces objets sont les plus lointains que l’on connaisse, et ils nous retracent le passé éloigné de notre Univers.
La mesure des vitesses des galaxies par rapport à la Terre a apporté une nouvelle surprise : elles s’éloignent toutes de nous, et d’autant plus vite qu’elles sont plus éloignées. Cette découverte a ouvert la voie à l’étude de l’Univers dans son ensemble ; la cosmologie. Les théories d’Einstein jouent ici le premier rôle. Mais les dernières années ont apporté leur lot de surprises, et tout n’est pas dit dans ce domaine, loin s’en faut...
Dans le second domaine de recherche, on a découvert une forte tendance des galaxies à se regrouper, ce sont les amas de galaxies. On a alors étudié la répartition spatiale des galaxies, et observé des amas d’amas, ou superamas. On a abouti à une représentation globale de l’Univers, où les galaxies forment une sorte de mousse de savon, dont elles sont les parois, englobant d’immenses zones apparemment vides..
Enfin, l’étude dynamique de la Galaxie va nous réserver une surprise : la masse des objets que nous voyons, réellement dans le visible ou par les rayonnements radio ou infra-rouge, ne suffit pas, et de très loin, à expliquer les mouvements observés. On est obligé d’admettre que la plus grande partie de la masse nous reste aujourd’hui totalement indétectable... A l’heure actuelle, de nombreuses explications ont été évoquées pour décrire cette matière, mais aucune n’a l’appui de l’expérience ou de l’observation. C’est l’un des domaines de l’astronomie de demain...
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