Composition, structure et taille de notre galaxie

2024 Auteur: Miguel Ramacey | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 06:19

La Voie lactée est une galaxie spirale rayée. Notre galaxie mesure entre 100 000 et 180 000 années-lumière de diamètre. Les scientifiques estiment qu'il contient 100 à 400 milliards d'étoiles. Il y a probablement au moins 100 milliards de planètes dans la Voie Lactée. Le système solaire se trouve dans le disque, à 26 490 années-lumière du centre galactique, sur le bord intérieur du bras d'Orion, l'une des concentrations en spirale de gaz et de poussière. Les étoiles situées dans les 10 000 années-lumière les plus profondes forment un renflement et un ou plusieurs bâtonnets. Le centre galactique est une source radio intense connue sous le nom de Sagittarius A, qui est probablement un trou noir supermassif de 4,100 millions de masse solaire.

Vitesse et rayonnement

Les étoiles et les gaz sur une large gamme de distances depuis l'orbite du centre galactique se déplacent à une vitesse d'environ 220 kilomètres par seconde. Une vitesse de rotation constante est contraire aux lois de la dynamique képlérienne et suggère que la plupart desLa masse de la Voie lactée n'émet ni n'absorbe de rayonnement électromagnétique. Cette masse a été appelée "matière noire". La période de rotation est d'environ 240 millions d'années à la position du Soleil. La Voie lactée se déplace à une vitesse d'environ 600 km par seconde par rapport aux référentiels extragalactiques. Les étoiles les plus anciennes de la Voie lactée sont presque aussi vieilles que l'univers lui-même et se sont probablement formées peu de temps après l'âge des ténèbres du Big Bang.

Apparence

Le centre de la Voie lactée est visible depuis la Terre sous la forme d'une bande brumeuse de lumière blanche, d'environ 30 ° de large, arquée par le ciel nocturne. Toutes les étoiles individuelles du ciel nocturne visibles à l'œil nu font partie de la Voie lactée. La lumière provient d'une accumulation d'étoiles non résolues et d'autres matériaux situés dans la direction du plan galactique. Les régions sombres de la bande, telles que le Grand Rift et Koalsak, sont des zones où la poussière interstellaire bloque la lumière des étoiles lointaines. La région du ciel que cache la Voie lactée s'appelle la zone d'évitement.

Luminosité

La Voie lactée a une luminosité de surface relativement faible. Sa visibilité peut être considérablement réduite par des arrière-plans tels que la lumière ou le clair de lune. Pour que la Voie lactée soit visible, le ciel doit être plus sombre que d'habitude. Il devrait être visible si la limite de magnitude est d'environ + 5,1 ou plus, et montre plus de détails à + 6, 1. Cela rend la Voie lactée difficile à voir depuis les zones urbaines ou suburbaines très éclairées, mais très visible depuis les zones rurales lorsqueLa lune est sous l'horizon. Le "Nouvel Atlas mondial de la luminosité artificielle du ciel nocturne" révèle que plus d'un tiers de la population mondiale ne peut pas voir la Voie lactée depuis son domicile en raison de la pollution de l'air.

Taille de la Voie lactée

La Voie lactée est la deuxième plus grande galaxie du groupe local, avec son disque stellaire d'environ 100 000 litas (30 kpc) de diamètre et d'environ 1 000 litas (0,3 kpc) d'épaisseur moyenne. La chaîne d'étoiles en forme d'anneau enroulée autour de la Voie lactée peut appartenir à la galaxie elle-même, oscillant au-dessus et au-dessous du plan galactique. Si tel est le cas, cela indiquerait un diamètre de 150 000 à 180 000 années-lumière (46 à 55 kpc).

Messe

Les estimations de la masse de la Voie lactée varient selon la méthode et les données utilisées. À l'extrémité inférieure de la plage d'estimation, la masse de la Voie lactée est de 5,8 × 1011 masses solaires (M☉), un peu moins que la masse de la galaxie d'Andromède. Des mesures utilisant un très long réseau de base en 2009 ont montré des vitesses aussi élevées que 254 km / s (570 000 mph) pour les étoiles situées au bord extérieur de la Voie lactée. Étant donné que la vitesse orbitale dépend de la masse totale dans le rayon orbital, cela suggère que la Voie lactée est plus massive, à peu près égale à la masse de la galaxie d'Andromède à 7 × 1011 M☉ à moins de 160 000 litres (49 kpc) de son centre. En 2010, une mesure de la vitesse radiale des étoiles à halo a montré que la masse contenue dans 80 kiloparsecs est de 7×1011 M☉. Selon une étude publiée en 2014, la masse de toute la Voie Lactéeestimée à 8,5×1011 M☉, soit environ la moitié de la masse de la galaxie d'Andromède.

Matière noire

La majeure partie de la Voie lactée est constituée de matière noire, une forme inconnue et invisible de celle-ci, qui interagit gravitationnellement avec la matière ordinaire. Le halo de matière noire est réparti de manière relativement uniforme sur une distance supérieure à cent kilomètres (kpc) du centre galactique. Les modèles mathématiques de la Voie Lactée suggèrent que la masse de matière noire est de 1-1,5×1012 M☉. Des études récentes montrent une plage de masse de 4,5 × 1012 M☉ et une dimension de 8 × 1011 M☉.

Gaz interstellaire

La masse totale de toutes les étoiles de la Voie Lactée est estimée entre 4,6×1010 M☉ et 6,43×1010 M☉. Outre les étoiles, il existe également un gaz interstellaire contenant 90 % d'hydrogène et 10 % d'hélium, les deux tiers de l'hydrogène étant sous forme atomique et le tiers restant sous forme d'hydrogène moléculaire. La masse de ce gaz est égale à 10% ou 15% de la masse totale des étoiles de la galaxie. La poussière interstellaire représente encore 1 % de la masse totale.

La structure et la taille de notre galaxie

La Voie lactée contient entre 200 et 400 milliards d'étoiles et au moins 100 milliards de planètes. Le chiffre exact dépend du nombre d'étoiles de très faible masse difficiles à détecter, en particulier à des distances supérieures à 300 litas du Soleil. En comparaison, la galaxie d'Andromède voisine contient environ trois billions d'étoiles et dépasse donc la taille de notre galaxie. voie Lactéepeut également contenir peut-être dix milliards de naines blanches, des milliardièmes d'étoiles à neutrons et cent millions de trous noirs. Remplir l'espace entre les étoiles est un disque de gaz et de poussière appelé milieu interstellaire. Ce disque a au moins un rayon comparable à celui des étoiles, tandis que l'épaisseur de la couche gazeuse varie de centaines d'années-lumière pour un gaz plus froid à des milliers d'années-lumière pour un gaz plus chaud.

La Voie lactée se compose d'une région centrale en forme de tige entourée d'un disque de gaz, de poussière et d'étoiles. La distribution de masse dans la Voie lactée ressemble étroitement au type Sbc de Hubble, représentant des galaxies spirales avec des bras relativement libres. Les astronomes ont commencé à soupçonner que la Voie lactée est une galaxie spirale fermée, plutôt qu'une galaxie spirale ordinaire, dans les années 1960. Leurs soupçons ont été confirmés par les observations du télescope spatial Spitzer en 2005, dans lesquelles la barrière centrale de la Voie lactée était plus grande qu'on ne le pensait auparavant.

Les conceptions sur la taille de notre galaxie peuvent varier. Le disque d'étoiles de la Voie lactée n'a pas d'arête vive au-delà de laquelle il n'y a pas d'étoiles. Au contraire, la concentration d'étoiles diminue à mesure que l'on s'éloigne du centre de la Voie lactée. Pour des raisons qui ne sont pas claires, au-delà d'un rayon d'environ 40 000 litas du centre, le nombre d'étoiles par parsec cube chute beaucoup plus rapidement. Le disque galactique environnant est un halo galactique sphérique d'étoiles et d'amas globulaires qui s'étend plus loin vers l'extérieur mais dont la taille est limitée par les orbitesdeux satellites de la Voie Lactée - le Grand et le Petit Nuages de Magellan, dont le plus proche est situé à une distance d'environ 180 000 litas du Centre Galactique. À ou au-delà de cette distance, les orbites de la plupart des objets du halo seront détruites par les Nuages de Magellan. Par conséquent, de tels objets sont susceptibles d'être éjectés du voisinage de la Voie lactée.

Systèmes stellaires et planètes indépendantes

Une question sur la taille de la Voie lactée est une question sur la taille des galaxies en général. Les observations de microlentilles gravitationnelles et de transit planétaire indiquent qu'il y a au moins autant de planètes liées aux étoiles qu'il y a d'étoiles dans la Voie lactée. Et les mesures de microlentilles indiquent qu'il y a plus de planètes indépendantes non liées à des étoiles hôtes que d'étoiles elles-mêmes. Selon le Meilin Way, il y a au moins une planète par étoile, ce qui donne environ 100 à 400 milliards.

Afin de comprendre la structure et la taille de notre galaxie, les scientifiques effectuent souvent diverses analyses de ce type, mettant constamment à jour et révisant les données obsolètes. Par exemple, une autre analyse des données de Kepler en janvier 2013 a révélé qu'il y avait au moins 17 milliards d'exoplanètes de la taille de la Terre dans la Voie lactée. Le 4 novembre 2013, des astronomes ont signalé, sur la base des données de la mission spatiale Kepler, que dans les limites des étoiles et des naines rouges adaptées au Soleil dans la région de la Voie lactée, jusqu'à 40milliards de planètes de la taille de la Terre, 11 milliards de ces planètes estimées peuvent orbiter autour d'étoiles semblables au soleil. Selon une étude de 2016, la planète la plus proche de ce type pourrait se trouver à 4,2 années-lumière. Ces planètes de la taille de la Terre pourraient être plus nombreuses que les géantes gazeuses. En plus des exoplanètes, des "exocomètes", des comètes extérieures au système solaire, ont également été détectées et pourraient être courantes dans la Voie lactée. La taille des étoiles et des galaxies peut varier.