comprendre le processus de formation des galaxies Il a été l'un des points de recherche les plus importants en astronomie depuis sa création. De nombreux chercheurs ont consacré toute leur carrière à ce point précis.
Comme vous pouvez l'imaginer, un certain nombre de scénarios ont été théorisés sur la formation des galaxies et des étoiles, mais ce n'est que récemment que les scientifiques ont commencé à s'entendre sur certains faits prouvables.
Les avancées de ces dernières années, réalisées par les théoriciens de la Big Bang, Ils ont réussi à jeter un nouvel éclairage sur comment, quand et pourquoi les premières galaxies de notre univers se sont formées.
Finalement, connaître l'origine de notre galaxie (celui que nous pouvons observer plus facilement), est un point essentiel pour commencer à comprendre la dynamique universelle, qui a généré tant d'opinions contradictoires tout au long de notre histoire.
Si ce sujet vous intéresse, vous apprécierez sûrement notre article sur le l'origine de l'univers et la théorie du big bang.
De quand date la formation des premières galaxies ?
Tout d'abord, il est important de comprendre que malgré leur taille colossale, comparée à l'échelle avec la taille connue de l'univers, les galaxies sont un tout petit point.
Ce qui veut dire que l'univers contient des centaines de milliers de galaxies, alors que chaque galaxie contient des centaines de millions d'étoiles, avec leurs systèmes respectifs (comme le nôtre).
Ce n'est qu'il y a quelques années qu'une théorie -communément acceptée- sur la processus de formation des premières galaxies, et cela s'est produit grâce aux progrès de la théorie du Big Bang, puisqu'il a été possible de déterminer à quelle époque de l'évolution de l'univers les premières galaxies ont commencé à naître.
On estime que l'origine des galaxies est antérieure à ce que l'on croyait initialement, à partir de la dernière phase connue du Big Bang, à quelques 600.000 XNUMX ans après la première singularité spatio-temporelle.
A cette époque, l'univers était encore très homogène, avec une répartition similaire de la matière en tout point de l'espace.
Cependant, les nuages cosmiques (matière) ont commencé à s'attirer en raison de l'expansion des champs gravitationnels, formant des amas de matière concentrés dans l'espace.
Ainsi l'univers est devenu un espace hétérogène, avec une répartition inégale de la densité de la matière.
La plus ancienne galaxie observable !
Bien qu'il ait été déterminé que la plupart des galaxies se sont formées pendant une parenthèse de temps relativement courte (environ 800 millions d'années), certaines plus anciennes et d'autres plus jeunes ont été observées.
Les observations de Hubble et d'autres super télescopes ont identifié la plus ancienne galaxie à ce jour.
En 2009, il a été identifié et baptisé comme UDFy-38135539, la plus ancienne galaxie jamais observée par des télescopes au sol.
La traînée de photons observable de cet amas, qui abriterait plus de 1.000 XNUMX millions d'étoiles, Il a 13.100 milliards d'années.. Ce qui signifie qu'il s'est formé seulement 500 millions d'années après le Big Bang, juste après la création des premières particules atomiques.
Comment se forment les galaxies ?
Lla formation des galaxies c'est un mystère depuis des siècles pour l'humanité – et pendant des décennies pour les scientifiques modernes. En fait, il y a encore des désaccords sur la manière exacte dont la naissance des premières galaxies a commencé.
La vérité est qu'un consensus a été atteint pour déterminer que les galaxies ont été créées à partir des amas de gaz dans les nuages cosmiques, dès que l'univers a commencé à se refroidir après le Big Bang.
Cependant, même si la plupart des galaxies connues se sont formées à peu près au même moment, elles ne sont pas statiques.
Tous les corps cosmiques évoluent avec le temps ; muter et bouger, et cette dynamique est devenue un champ de débat intéressant pour les astronomie.
De plus, ces théories expliqueraient également quelles conditions et quelle partie du processus de formation définissent les types de galaxies qui se forment dans chaque singularité.
En bref, il existe principalement deux théories acceptées qui pourraient expliquer la formation des galaxies et des étoiles.
Modèle #1 – Amas Galactiques
La théorie la plus largement acceptée par la communauté scientifique.
Elle suppose que la formation des galaxies et des corps qu'elles contiennent sont le résultat direct de l'effondrement d'amas de masse cosmique, attirés les uns vers les autres du fait de la fluctuations primordiales de densité de masse dans l'univers.
Ces changements dans la distribution de densité ont provoqué l'attraction de la matière existante à ce stade : des accumulations de gaz cosmiques jusqu'à ce qu'ils se forment. superamas de pâte dans certaines régions de l'univers.
Les différentes concentrations de matière au sein de chaque zone d'amas ont donné lieu à la formation de corps plus complexes (et plus compacts) qui s'organisent hiérarchiquement en : amas galactiques, galaxies, amas d'étoiles et étoiles.
Ce modèle expliquerait parfaitement la raison de la répartition des galaxies en amas concentrés et non simplement répartis dans tout l'espace de l'univers connu de manière "régulière".
Modèle #2 – Les protogalaxies
Les protogalaxies ou "galaxies primitives", comme on les appelle aussi, correspondent aux premières formations de matière cosmique après la période de refroidissement du Big Bang.
Certaines théories sur l’origine des galaxies supposent que les amas de galaxies que nous voyons aujourd’hui ont été créés à la suite de l’effondrement de protogalaxies massives environ 500 millions d’années après le Big Bang.
Sin embargo, esta teoría ha sufrido algunos reversos recientemente, ya que observaciones modernas han identificado galaxias realmente antiguas (formadas solamente 500 millones de años luego del Big Bang), lo que dejaría un margen de tiempo muy corto para que fuera posible la formación y colapso des protogalaxies.
Quels types de galaxies existent ?
La raison qui définit quel genre de galaxie comment il est formé reste un mystère et le restera sûrement jusqu'à ce que nous déchiffrions complètement le origine des galaxies
La vérité est que les recherches et les observations réalisées depuis la seconde moitié du XXe siècle, grâce à de puissants super télescopes, nous ont permis d'identifier le différents types de galaxies qui existent (ou du moins que nous connaissons jusqu'à présent).
Galaxies spirales
Galaxies spirales, comme la nôtre (la voie Lactée) Ce sont les plus courantes, et aussi les plus connues. En fait, sa forme correspond au graphique d'une galaxie que l'on voit couramment partout.
On pense que la formation de types de galaxies spirales elle correspondait à l'effondrement des formations gazeuses brutalement et non progressivement.
Au premier stade de sa naissance, s'agglomère un amas de matière super dense, qui correspond au noyau de la galaxie, généralement formé par une concentration d'étoiles anciennes, autour desquelles gravite le reste de la masse galactique.
Des disques se formeraient plus tard, composés d'étoiles, de planètes, d'astéroïdes et de corps nuageux cosmiques moins denses.
On pense également qu'une partie de la matière qui compose le halo galactique est formée par les restes de "galaxies naines » qui orbitent autour d'une galaxie supérieure et s'effondrent, se fondant dans le corps de la plus grande.
Cette théorie découle de la découverte d'une petite galaxie qui orbite autour de notre voie lactée et qui pourrait être lentement "dévorée" par la nôtre, jusqu'à ce qu'elle s'intègre complètement.
Les galaxies spirales sont caractérisées par :
- Ils ont un disque de formation avec une extension plate
- Ses "bras" sont constitués principalement de poussières interstellaires et de jeunes étoiles.
- Son noyau ou renflement est constitué de grands groupes d'étoiles anciennes à faible métallicité.
- On pense que la plupart des galaxies spirales contiennent un trou noir au centre du renflement.
galaxies elliptiques
Des observations récentes de Hubble, suggèrent que la plupart des galaxies elliptiques se sont formées à partir de la collision massive et de la fusion de plusieurs galaxies, variant énormément en taille, constitution et luminosité les unes des autres.
Malgré cela, il a été observé que les galaxies elliptiques géantes (les plus grandes de l'univers observable à ce jour) sont composées principalement d'étoiles anciennes avec de faibles concentrations de métallicité.
Dans certaines de ces galaxies, cependant, des étoiles plus jeunes et plus petites ont été observées, mais cela pourrait être le produit de la collision avec d'autres galaxies.
Une autre caractéristique physique très courante de ce type de galaxie est la faible accumulation de gaz cosmiques, probablement épuisée par la formation de nouvelles étoiles et planètes.
Il existe deux types de galaxies elliptiques selon la répartition de leur masse dans l'espace :
galaxies elliptiques carrées, qui correspondent généralement à des galaxies massives.
Ceux-ci montrent un mouvement erratique entre leurs groupes d'étoiles, sans aucun schéma défini entre eux.
Les galaxies carrées ne semblent pas non plus montrer une plus grande concentration de lumière dans leur noyau, comme c'est le cas avec d'autres types de galaxies, comme les spirales.
Le deuxième groupe correspond aux galaxies elliptiques discoïdes, qui semblent avoir un arrangement plus organisé et se déplacer à des vitesses beaucoup plus élevées dans l'espace.
Ces galaxies sont constituées d'étoiles plus petites et plus jeunes. En outre, ils affichent des niveaux de luminosité beaucoup plus élevés en leur cœur, mais pas trop.
De quoi sont faites les étoiles ?
La formation des étoiles ne se réfère pas seulement à l'origine des étoiles. Les chercheurs en astronomie et en astrophysique ont également largement débattu de la composition des étoiles.
C'est-à- De quoi sont faites les étoiles ?
Les étoiles sont principalement composées de gaz tels que L'hydrogène y Helio, et dans une moindre mesure par d'autres éléments tels que l'oxygène, l'azote, le lithium, le fer et le carbone.
Les étoiles sont constituées de divers composants chimiques dont la variété et la concentration varient fortement d'une étoile à l'autre, c'est pourquoi il existe différents types d'étoiles : Supergéantes, géantes, sous-géantes, naines, naines blanches, etc.
La répartition de la composition des étoiles varie en fonction de leur âge, qui à son tour fait varier leur taille, leur couleur, leur luminosité et leur classement à notre échelle.
La première thèse sur la composition des corps célestes dans l'espace a été proposée au début du XXe siècle par Cecilia Payne-Gaposchkin.
La composition des stars selon Cecilia Payne-Gaposchkin
Il est impressionnant de penser à l'exactitude des conclusions proposées dans la thèse de doctorat de Cecilia Payne, si l'on considère les outils de recherche disponibles en 1925.
Fait curieux, Cecilia a été la première personne (homme ou femme) à obtenir le doctorat en astrophysique A l'Université de Harvard
Dans sa thèse, il a suggéré que les étoiles sont constituées principalement de l'hydrogène, une découverte révolutionnaire à l'époque pour la communauté des astronomes du monde entier.
Son étude a servi de pierre angulaire aux chercheurs ultérieurs pour compléter la thèse, découvrant de nouveaux éléments dans la composition stellaire.
Que se passe-t-il lorsqu'une étoile manque d'hydrogène ?
Les étoiles, comme tout dans l'univers, ne sont pas éternelles même si elles semblent l'être.
L'âge moyen d'une étoile comme notre soleil est estimé à environ 10.000 milliards d'années. Actuellement, notre soleil a consommé, plus ou moins, la moitié de sa vie utile, certains théoriciens estiment donc qu'il lui reste entre 5.000 7.000 et XNUMX XNUMX millions d'années avant de s'effondrer.
Comme son énergie et sa luminosité proviennent de fusions nucléaires entre des noyaux d'hydrogène pour former des particules d'hélium, sa durée de vie est limitée et dépend de la charge d'hydrogène dans sa composition, c'est-à-dire son carburant.
Lorsque la concentration d'hydrogène tombe trop bas dans une étoile, les fusions à sa surface cessent de se produire, empêchant la libération de l'énergie concentrée.
La surpression causée par les particules d'hydrogène non libérées provoque une augmentation de la masse de l'étoile, la transformant en un géant rouge.
Lorsque les processus de fusion à la surface sont finalement épuisés, la pression sur le noyau de l'étoile devient excessive, la faisant se contracter jusqu'à ce qu'elle implose en raison de la compression de sa masse, après quoi un processus de refroidissement commencera qui durera encore quelques des milliers d'années, jusqu'à devenir un nain blancune étoile morte
