Types de galaxies spirales. Principaux types de galaxies et leurs caractéristiques distinctives

Il existe trois principaux types de galaxies : spirales, elliptiques et irrégulières. Les premiers incluent, par exemple, la Voie Lactée et Andromède. Au centre se trouvent des objets et un trou noir, autour desquels tourne un halo d'étoiles et de matière noire. Les bras partent du noyau. La forme en spirale est formée du fait que la galaxie n’arrête pas de tourner. De nombreux représentants n’ont qu’une seule manche, mais certains en ont trois ou plus.

Tableau des caractéristiques des principaux types de galaxies

Ceux en spirale sont livrés avec ou sans cavalier. Dans le premier type, le centre est recoupé par une barre dense d’étoiles. Et dans ce dernier cas, une telle formation n’est pas observée.

Les galaxies elliptiques contiennent les étoiles les plus anciennes et n'ont pas assez de poussière et de gaz pour en créer de plus jeunes. Ils peuvent ressembler à un cercle, à un ovale ou à une spirale, mais sans manches.

Environ un quart des galaxies sont des groupes irréguliers. Ils sont plus petits que les spirales et présentent parfois des formes bizarres. Ils peuvent s'expliquer par l'apparition de nouvelles étoiles ou par un contact gravitationnel avec une galaxie voisine. Parmi les erreurs figurent .

Il existe également de nombreux sous-types galactiques : Seyfert (spirales à déplacement rapide), supergéantes elliptiques brillantes (absorbant les autres), supergéantes en anneau (sans noyau) et autres.

Principaux types de galaxies et leurs caractéristiques distinctives

Galaxies. Quasars.

Types, composition et structure des galaxies. Systèmes galaxies. Galaxies radio. Quasars.
- notre galaxie, la Voie Lactée

Répartition des étoiles dans l'espace. Voie Lactée. La structure et la taille de notre Galaxie.

Mouvement du Soleil et des étoiles dans la Galaxie. Position du Soleil dans la Galaxie.

Galaxies- Ce sont de grands systèmes stellaires dans lesquels les étoiles sont reliées les unes aux autres par des forces gravitationnelles.

Il existe trois grandes classes de galaxies :

Galaxies spirales- caractérisé par des branches relativement brillantes disposées en spirale. Les branches émergent soit du noyau brillant (ces galaxies sont désignées S), soit des extrémités d'un pont brillant traversant le noyau (désigné SB).

Les galaxies spirales, le type le plus nombreux, représentent environ 50 % de toutes les galaxies observées. La plupart des étoiles de la galaxie occupent un volume en forme de lentille (disque galactique). Le disque galactique présente un motif en spirale composé de deux ou plusieurs branches ou bras se tordant dans une direction, s'étendant à partir du centre de la galaxie. Il existe deux types de spirales. Dans certains, désignés SA ou S, les branches en spirale émergent directement du sceau central. Dans d'autres, ils commencent aux extrémités d'une formation oblongue, au centre de laquelle se trouve un sceau ovale. Il semble que les deux bras spiraux soient reliés par un pont, c'est pourquoi de telles galaxies sont appelées spirales croisées ; ils sont désignés par le symbole SB.

Le disque des galaxies spirales est immergé dans un nuage d'étoiles raréfié et faiblement lumineux - un halo.

La masse des galaxies spirales peut atteindre ~10 12 M¤ (masse solaire).

II. Galaxies elliptiques(désigné E) - en forme d'ellipsoïdes.

Les galaxies elliptiques sont constituées d'étoiles du deuxième type de population. La rotation n'a été détectée que dans les plus comprimés d'entre eux. En règle générale, elles ne contiennent pas de poussière cosmique, ce qui les distingue des galaxies irrégulières, notamment spirales, dans lesquelles la matière poussiéreuse absorbant la lumière est présente en grande quantité.

Les galaxies elliptiques représentent 25 % du nombre total de galaxies. Ils ressemblent à un cercle ou à une ellipse flou dont la luminosité diminue rapidement du centre vers la périphérie. Les galaxies elliptiques ont des formes très diverses : elles peuvent être soit sphériques, soit très aplaties. À cet égard, ils sont divisés en 8 sous-classes - de E0 (forme sphérique, sans compression) à E7 (compression la plus élevée). Les tailles des axes majeur a et mineur b des galaxies elliptiques sont mesurées à partir de photographies et la compression des galaxies en est déterminée :

Ce sont les galaxies les plus simples en termes de structure. Il s'agit principalement d'étoiles anciennes. Il n'y a presque pas de gaz froid ni de poussière cosmique ; les galaxies les plus massives sont remplies de gaz chauds très raréfiés avec une température supérieure à 1 000 000 K, la couleur de ces galaxies est donc rougeâtre. La rotation n’a été détectée que dans les galaxies elliptiques les plus comprimées.

III. Irrégulier (Incorrect) galaxies (désignées I) - ayant des formes irrégulières.

Les galaxies irrégulières ou irrégulières (Ir) sont caractérisées par une forme irrégulière et grumeleuse. Les galaxies irrégulières se caractérisent par l'absence de densité centrale et de structure symétrique, ainsi que par une faible luminosité. Ces galaxies contiennent beaucoup de gaz (principalement de l'hydrogène neutre) - jusqu'à 50 % de leur masse totale. Environ 5 % de tous les systèmes stellaires appartiennent à ce type.

Un type particulier de galaxie est galaxies radio.

Toutes les galaxies émettent des ondes radio à un degré ou à un autre. Cependant, pour la plupart des galaxies ordinaires, les émissions radio ne représentent qu'une infime fraction de leur puissance totale, tandis que le flux d'ondes radio de certaines galaxies s'avère comparable à la puissance de leur rayonnement optique. De telles galaxies sont appelées radiogalaxies. La puissance de leur émission radio est souvent des milliers et des dizaines de milliers de fois supérieure à celle des galaxies ordinaires.

Un exemple de galaxie radio très puissante est une galaxie associée à l’une des sources radio de la constellation du Cygne, appelée Cygnus A. Entre ses deux composantes se trouve une faible galaxie de 18 m, traversée par une large bande sombre (peut-être deux galaxies).

La distance à la source Lebed-A est de 170 Mpc. La puissance de son émission radio est six fois supérieure à la puissance de son émission optique, dont plus de la moitié provient des raies d'émission.

Il existe également plusieurs dizaines d'autres radiogalaxies qui ont été identifiées avec des objets optiques - des galaxies géantes, le plus souvent elliptiques.

Les galaxies compactes et lointaines qui émettent de puissantes émissions radio non thermiques sont appelées galaxies N.

Les sources en forme d'étoile avec une telle émission radio sont appelées quasars (sources radio quasi-stellaires), et les galaxies avec une émission radio puissante et ayant des dimensions angulaires notables sont appelées radiogalaxies.

Les radiogalaxies sont des galaxies dont le noyau est en cours de désintégration. Les parties denses éjectées continuent de se fragmenter, formant éventuellement de nouvelles galaxies – sœurs ou satellites de galaxies de masse inférieure. Dans le même temps, la vitesse de dispersion des fragments peut atteindre des valeurs énormes. Les recherches ont montré que de nombreux groupes, voire amas de galaxies, se désintègrent : leurs membres s'éloignent indéfiniment les uns des autres, comme s'ils étaient tous générés par une explosion.

Les tailles des galaxies sont très diverses et vont de quelques dizaines de parsecs à des dizaines de milliers de parsecs.

La galaxie la plus proche de nous M.-31, située à une distance de 2 millions d'années-lumière. Environ un millier de ces galaxies ont été découvertes dans la constellation de Véronique, à des millions d'années-lumière de nous.

Les galaxies sont classées en types irréguliers, elliptiques et spirales.

La galaxie radio connue la plus puissante, et même la source visible extragalactique la plus puissante, est la très lointaine galaxie Cygnus A.

En 1963, des quasars ont été découverts - les sources d'émission radio les plus puissantes de l'Univers avec une luminosité des centaines de fois supérieure à celle des galaxies et des tailles des dizaines de fois inférieures à celles-ci. Il est possible que les quasars soient des noyaux non stationnaires de nouvelles galaxies, et le processus de formation des galaxies se poursuit encore aujourd'hui. Les quasars ont une apparence en forme d'étoile. Les quasars sont caractérisés par un rayonnement extrathermique, de larges raies d'émission avec un décalage vers le rouge important. On sait que plus de 1 500 quasars ont été mesurés, plus des quasars optiques que des quasars radio. De faibles nébuleuses constituées d'étoiles ont été découvertes à proximité de plusieurs quasars proches. En termes de luminosité, elles sont adjacentes aux galaxies de Seyfert ; elles ont un rayonnement variable et éjectent de la matière à des vitesses énormes. De petite taille (pas plus d'un mois-lumière), un quasar moyen émet deux fois plus d'énergie que l'ensemble de notre Galaxie, qui mesure 100 000 années-lumière et comprend 200 milliards d'étoiles.

En 1963, certaines sources radio avec des dimensions angulaires de 1" ou moins ont été identifiées comme des objets en forme d'étoile dans le domaine optique, parfois entourés d'un halo diffus ou d'éjections de matière. Plus de 1 000 de ces objets, appelés quasars, abréviation de radiosource quasistellaire , ont été étudiés – source quasi-stellaire d’émission radio).

Les mêmes objets optiques, mais sans forte émission radio, ont été découverts en 1965 et appelés galaxies quasi-stellaires (quasags), et avec les quasars, ils ont commencé à être appelés objets quasi-stellaires.

Les quasars, comme les noyaux galactiques actifs, ont un excès de rayonnement dans les régions infrarouges et X du spectre.

Les distances trouvées à partir des redshifts montrent que les quasars sont les objets les plus éloignés que nous connaissions. Si tel est effectivement le cas, ils permettent alors d'étudier les propriétés de la matière sur d'énormes distances, supérieures à 10 9 pc, qui correspondent à des échelles de temps de plusieurs milliards d'années.

L'un des quasars les plus proches, 3C 273 (numéro selon le troisième catalogue de Cambridge), observé comme un objet de 13 m, se trouve à une distance de 500 millions de pc de nous et s'éloigne à une vitesse de 50 000 km/s. À cette distance, les galaxies géantes apparaîtraient à moins de 18 m ; Par conséquent, la puissance du rayonnement optique des quasars est des centaines de fois supérieure à celle des galaxies les plus brillantes.

La propriété la plus surprenante des quasars s'est avérée être la variabilité du rayonnement de certains d'entre eux, découverte d'abord dans le domaine optique puis dans le domaine radio. Les fluctuations de luminosité se produisent de manière irrégulière sur une période d'environ un an, voire moins (jusqu'à une semaine). De là, nous pouvons conclure que les tailles des quasars ne dépassent pas le chemin parcouru par la lumière lors d'un changement significatif de luminosité (sinon la variabilité ne serait pas observée) et sont certainement inférieures à une année-lumière, c'est-à-dire pas plus de dizaines de milliers d'unités astronomiques.

En 1965, Sandage fit une autre découverte sensationnelle aux États-Unis. Il a découvert de nombreux objets bleus très pâles en forme d'étoile en direction du pôle galactique, de couleur similaire à celle des quasars. Il a obtenu des photographies des spectres de six d'entre eux. Un spectre appartenait à une étoile ordinaire relativement proche, deux spectres étaient dépourvus de raies et, dans trois cas, des raies brillantes avec d'énormes décalages vers le rouge ont été découvertes, comme celles des quasars, bien que leurs émissions radio n'aient pas encore été détectées.

Sandage a appelé ces objets « galaxies quasi-stellaires » ou quasags en abrégé, et en mesurant le nombre d'objets bleus, il a conclu qu'il devait y en avoir des centaines de fois plus que des quasars.

On pense que les quasars constituent peut-être une phase à court terme du développement rapide des quasags, c'est pourquoi de puissantes émissions radio ne sont observées que chez quelques-uns d'entre eux, lorsque nous les enregistrons en tant que quasars. Quoi qu’il en soit, la découverte des quasars et des quasags a été la découverte la plus passionnante de l’astronomie, et pas seulement ces derniers temps. Après tout, il s’agit de types complètement nouveaux de corps célestes dotés de propriétés mystérieuses, qui nous mèneront peut-être à la découverte des plus grandes lois de la nature.

un quasar est une source ponctuelle d’émission radio incroyablement puissante ; Selon une hypothèse, il s'agirait d'une galaxie active lointaine qui recevrait de l'énergie suite à l'accrétion de matière sur un trou noir supermassif situé au centre du quasar.

Peu de temps après la découverte des quasars, des objets optiques de même nature ont été découverts sans signe d'émission radio. On les appelle quasars « radio-silencieux ». Il s'est avéré qu'il existe des dizaines de fois plus de quasars de ce type que de quasars émetteurs de radio.

Nous avons déjà parlé plus haut de la variabilité du rayonnement optique des quasars.

Comme manifestation extrême d’une telle variabilité, il convient de mentionner l’« éruption » du quasar 3C 279. Actuellement, il est observé comme une étoile faible, légèrement variable, de 18e magnitude. Cependant, sur d'anciennes photographies astronomiques d'avant-guerre (c'est-à-dire bien avant la découverte des quasars), cet objet s'est avéré nettement plus brillant - près de 13 magnitudes ! Cela signifie qu’il était cent fois plus lumineux qu’aujourd’hui ! Connaissant la distance de 3C 279 au redshift, on peut constater que lors du «flare», sa luminosité était presque cent fois supérieure à celle de 3C 273 et dix mille fois supérieure à celle de notre Galaxie ! Et en même temps, les dimensions de la région émettrice sont négligeables, inférieures à une année-lumière. Actuellement, le quasar 3C 279 est considéré comme la « balise » la plus puissante de l’Univers. On voit que l'étalement des valeurs de luminosité des objets métagalactiques est quasiment le même que celui des étoiles !

Presque tous les quasars sont des sources de rayonnement X dont la puissance varie dans une large gamme, allant des centièmes du rayonnement total de notre Galaxie ( 10 44 erg/s) à des valeurs mille fois supérieures à la puissance totale. de la Galaxie. En règle générale, l'émission de rayons X des quasars est variable ; cela indique (comme dans le cas d'une émission radio) qu'elle provient d'une petite région. La présence de puissants rayonnements X provenant des quasars et des noyaux galactiques actifs indique d'énormes processus qui s'y produisent associés au chauffage du gaz à une température de l'ordre de centaines de millions de degrés. Apparemment, une partie du rayonnement X n'est pas associée au plasma chaud, mais est créée par des électrons relativistes interagissant avec un champ de rayonnement à haute densité (phénomène Compton). Au total, l'émission de rayons X de plus de 100 quasars et d'un grand nombre de galaxies et amas de Seyfert a été étudiée.

En astronomie moderne, la plus utilisée est la toute première classification des galaxies, proposée par Edwin Powell Hubble en 1926, puis affinée par lui, puis par Gérard de Vaucouleurs et Alan Sandage.

Cette classification est basée sur la forme des galaxies connues. Selon celui-ci, toutes les galaxies sont divisées en 5 types principaux :

Elliptique (E);

Spirale (S);

Galaxies spirales barrées (SB) ;

Incorrect (Irr);

Les galaxies trop sombres pour être classées sont désignées par Hubble par Q.

De plus, les désignations de galaxies dans cette classification utilisent des chiffres pour indiquer à quel point la galaxie elliptique est aplatie et des lettres pour indiquer à quel point les bras des galaxies spirales adhèrent étroitement au noyau.

Graphiquement, cette classification est représentée sous la forme d'une série appelée séquence de Hubble (ou diapason de Hubble en raison de la similitude du circuit avec cet instrument).

Galaxies elliptiques (type E) représentent 13% du nombre total de galaxies. Ils ressemblent à un cercle ou à une ellipse dont la luminosité diminue rapidement du centre vers la périphérie. Les galaxies elliptiques ont des formes très diverses : elles peuvent être soit sphériques, soit très aplaties. À cet égard, ils sont divisés en 8 sous-classes - de E0 (forme sphérique, sans compression) à E7 (compression la plus élevée).

Les galaxies elliptiques sont les plus simples dans leur structure. Ils sont principalement constitués de vieilles géantes rouges et jaunes, de naines rouges, jaunes et blanches. Il n’y a pas de poussière dedans. La formation d’étoiles dans des galaxies de ce type ne s’est pas produite depuis plusieurs milliards d’années. Ils ne contiennent presque pas de gaz froid ni de poussière cosmique. La rotation n’a été détectée que dans les galaxies elliptiques les plus comprimées.

Galaxies spirales- le type le plus nombreux : elles représentent environ 50 % de toutes les galaxies observées. La plupart des étoiles d’une galaxie spirale sont situées à l’intérieur du disque galactique. Le disque galactique présente un motif en spirale composé de deux ou plusieurs branches ou bras se tordant dans une direction, s'étendant à partir du centre de la galaxie.

Il existe deux types de spirales. Dans le premier type, désigné SA ou S, les bras en spirale s'étendent directement à partir du joint central. Dans le second, ils commencent aux extrémités d'une formation oblongue, au centre de laquelle se trouve un sceau ovale. Il semble que les deux bras spiraux soient reliés par un pont, c'est pourquoi ces galaxies sont appelées spirales croisées ; ils sont désignés par le symbole SB.

Les galaxies spirales diffèrent par le degré de développement de leur structure spirale, qui est marquée dans la classification en ajoutant les lettres a, b, c aux symboles S (ou SA) et SB.

Les bras des galaxies spirales sont de couleur bleuâtre car ils contiennent de nombreuses jeunes étoiles géantes. Toutes les galaxies spirales tournent à des vitesses significatives, de sorte que les étoiles, la poussière et les gaz sont concentrés dans un disque étroit (étoiles de la population I). La rotation dans la grande majorité des cas se produit dans le sens de torsion des branches spirales.

Chaque galaxie spirale possède une condensation centrale. La couleur des amas de galaxies spirales est jaune rougeâtre, ce qui indique qu'ils sont principalement constitués d'étoiles des classes spectrales G, K et M (c'est-à-dire les plus petites et les plus froides).

L'abondance de nuages ​​​​de gaz et de poussière et la présence de géantes bleu vif des classes spectrales O et B indiquent des processus actifs de formation d'étoiles se produisant dans les bras spiraux de ces galaxies.

Le disque des galaxies spirales est immergé dans un nuage d'étoiles raréfié et faiblement lumineux - un halo. Le halo est constitué de jeunes étoiles de la population II formant de nombreux amas globulaires.

Dans certaines galaxies, la partie centrale est sphérique et brille vivement. Cette partie est appelée le renflement (de l'anglais bulge - épaississement, gonflement). Le renflement est constitué d’anciennes étoiles de la population II et, souvent, d’un trou noir supermassif au centre. D'autres galaxies ont une « barre stellaire » dans la partie centrale.

Les galaxies spirales les plus célèbres sont notre Voie lactée et la nébuleuse d'Andromède.

Galaxie lenticulaire(type S0) est un type intermédiaire entre les galaxies spirales et elliptiques. Dans les galaxies de ce type, la condensation centrale brillante (renflement) est fortement comprimée et ressemble à une lentille, et les branches sont absentes ou très faiblement tracées.

Les galaxies lenticulaires sont constituées de vieilles étoiles géantes, c'est pourquoi leur couleur est rougeâtre. Les deux tiers des galaxies lenticulaires, comme les elliptiques, ne contiennent pas de gaz ; un tiers a la même teneur en gaz que les galaxies spirales. Par conséquent, les processus de formation d’étoiles se déroulent à un rythme très lent. La poussière des galaxies lenticulaires est concentrée près du noyau galactique. Environ 10 % des galaxies connues sont des galaxies lenticulaires.

Pour galaxies irrégulières ou irrégulières (Ir) caractérisé par une forme irrégulière et inégale. Les galaxies irrégulières se caractérisent par l'absence de densité centrale et de structure symétrique, ainsi que par une faible luminosité. Ces galaxies contiennent beaucoup de gaz (principalement de l'hydrogène neutre) - jusqu'à 50 % de leur masse totale. Environ 25 % de tous les systèmes stellaires appartiennent à ce type.

Les galaxies irrégulières sont divisées en 2 grands groupes. Le premier d'entre eux, désigné Irr I, comprend des galaxies présentant un soupçon d'une certaine structure. La division Irr I n'est pas définitive : par exemple, si la galaxie étudiée présente un semblant de bras spiraux (caractéristique des galaxies de type S), la galaxie reçoit la désignation Sm ou SBm (a une barre dans sa structure) ; si un tel phénomène n'est pas observé, la désignation est Im.

Le deuxième groupe de galaxies irrégulières (Irr II) comprend toutes les autres galaxies à structure chaotique.

Il existe également un troisième groupe de galaxies irrégulières : les galaxies naines, désignées par dI ou dIrrs. On pense que les galaxies naines irrégulières sont similaires aux premières formations galactiques qui existaient dans l’Univers. Certaines sont de petites galaxies spirales détruites par les forces de marée de compagnons plus massifs.

Les représentants typiques de ces galaxies sont les Grands et Petits Nuages ​​de Magellan. Dans le passé, on pensait que les Grands et Petits Nuages ​​de Magellan étaient des galaxies irrégulières. Cependant, on a découvert plus tard qu’ils avaient une structure hélicoïdale avec une barre. Par conséquent, ces galaxies ont été reclassées comme SBm, le quatrième type de galaxie spirale barrée.

Les galaxies qui présentent certaines caractéristiques individuelles qui ne permettent pas de les classer dans l'une des classes énumérées ci-dessus sont appelées particulier.

Un exemple de galaxie particulière est la radiogalaxie Centaurus A (NGC 5128).

La classification de Hubble est actuellement la plus courante, mais pas la seule. En particulier, le système de Vaucouleurs, qui est une version plus étendue et révisée de la classification de Hubble, et le système de Yerkes, dans lequel les galaxies sont regroupées en fonction de leur spectre, de leur forme et de leur degré de concentration vers le centre, sont largement utilisés.

Par une nuit claire et sans lune, loin des grandes villes, le fleuve céleste de la Voie lactée déverse ses eaux dans le ciel noir de velours. Cependant, en plus de cette « rivière de lait », un œil curieux trouvera dans le ciel d’autres points brumeux, évoluant au rythme des étoiles. Dans l'hémisphère nord, l'une de ces taches est visible non loin de l'étoile Andromède. Et des jumelles ou un télescope vous permettront de retrouver plusieurs dizaines d'objets de ce type.

A la fin du XVIIIe siècle, l'astronome français Charles Messier dresse le premier catalogue de ces nébuleuses, afin de ne pas les confondre avec les comètes qu'il recherchait. Comme nous le savons aujourd’hui, son catalogue comprenait des objets de nature sensiblement différente, dont plusieurs galaxies.

Au fil du temps, les astronomes ont découvert de plus en plus de nouvelles galaxies dans le ciel, mais ces objets étaient encore considérés comme des nébuleuses ordinaires. Une véritable compréhension de leur nature n'a commencé à devenir claire qu'après, au début de ce siècle, l'astronome suédois Knut Lundmark a prouvé que la nébuleuse de la constellation du Triangle est un immense système stellaire. Et lorsque les astronomes ont appris à déterminer de manière fiable les distances par rapport aux objets célestes lointains, il s'est avéré qu'il existe un grand nombre de galaxies dans l'Univers.

Qu'est-ce qu'une galaxie ? Tout d’abord, il s’agit d’un vaste système dans lequel les étoiles sont reliées entre elles par des forces gravitationnelles. Outre les étoiles, les galaxies comprennent des gaz et des poussières interstellaires, ainsi que divers objets exotiques : naines blanches, étoiles à neutrons, trous noirs. Le gaz dans les galaxies n’est pas seulement dispersé entre les étoiles, mais forme également de grands nuages ​​​​et des nébuleuses de poussières de gaz.

Nous vivons également dans une Galaxie dont nous écrivons le nom avec une majuscule, car c'est la nôtre, et la Voie Lactée est constituée de nombreuses étoiles faibles situées dans son plan.

Il existe une grande variété de galaxies. Il existe d’énormes systèmes contenant des milliards de soleils. D'autre part, il existe des galaxies naines, qui rappellent davantage des amas globulaires, et le nombre d'étoiles qu'elles contiennent ne dépasse pas plusieurs centaines de milliers. Notre galaxie est assez grande : elle contient environ 200 milliards d'étoiles.

Les masses des galaxies varient également considérablement. Les galaxies normales sont un milliard à un billion de fois plus lourdes que le Soleil. Les galaxies naines sont moins massives : les plus petites observées ne sont que 100 000 fois plus lourdes que le Soleil. Et là, nous avons un poids important : la masse de notre Galaxie est estimée à plusieurs centaines de milliards de masses solaires.

En 1925, l'astronome américain Edwin Hubble proposa une classification des galaxies basée sur leur forme et leur apparence. Les classifications plus récentes des galaxies suivent le schéma proposé par Hubble.

Galaxies elliptiques. Elles représentent un quart du nombre total de galaxies et sont désignées par la lettre E. Sur les photographies, elles ressemblent à une boule ou à une ellipse. En fonction de l'allongement de l'ellipse, la galaxie se voit attribuer une classe de 0 à 7. Les galaxies de classe E0 semblent sphériques et les galaxies E7 ressemblent à une ellipse très allongée. Les galaxies elliptiques ont une teinte rougeâtre car elles sont composées principalement d’étoiles anciennes. Il n’y a presque pas de gaz interstellaire dans de tels systèmes. En apparence générale, les galaxies elliptiques ressemblent aux amas d’étoiles globulaires, mais seulement de très grande taille.

Galaxies spirales. La moitié de toutes les galaxies appartiennent à cette classe. En apparence, ils ressemblent à une lentille ou à une lentille biconvexe. De plus, l’épaisseur d’une galaxie spirale est des dizaines de fois inférieure à son diamètre. Leurs photographies montrent un motif en spirale sous la forme de deux ou plusieurs (jusqu'à une douzaine) branches ou bras en spirale tordus dans une direction, s'étendant à partir du centre de la galaxie.

Sur le fond du disque des galaxies, les bras se distinguent par leur luminosité, car ils contiennent de nombreuses étoiles massives et brillantes, ainsi que des nébuleuses gazeuses brillantes. La plupart des étoiles se concentrent vers un plan de symétrie appelé plan galactique, formant un disque. Plus les étoiles sont jeunes, plus elles se concentrent vers le plan galactique. Dans la partie centrale du disque se trouve un épaississement - un renflement qui, sur de grandes distances, se transforme en halo de la galaxie. Le halo est constitué d'étoiles anciennes et d'amas globulaires qui forment un système sphérique et ne gravitent pas vers le plan de la galaxie. Les régions les plus éloignées des galaxies sont souvent appelées couronnes.

Les galaxies spirales contiennent beaucoup de gaz interstellaire – jusqu'à 15 % de leur masse totale. On y trouve également de nombreuses jeunes étoiles, formées assez récemment par rapport à l'âge des galaxies elles-mêmes. Dans environ la moitié des galaxies spirales, les photographies montrent un pont presque droit appelé barre dans la partie centrale.

Les galaxies spirales sont désignées par la lettre S. Les galaxies avec une partie centrale brillante et étendue et des spirales faiblement développées sont classées dans la classe Sa. Si les spirales sont plus puissantes et plus claires et que le centre est moins proéminent, alors la galaxie se voit attribuer l'indice Sc. La classe intermédiaire est désignée Sb. Si la galaxie a une barre centrale, la lettre B est ajoutée à la désignation, par exemple SBb.

Notre Galaxie appartient également à la classe spirale, éventuellement avec une barre, et le Soleil se situe presque exactement dans son plan galactique. Par conséquent, nous voyons la plupart des étoiles de notre système dans une bande dans le ciel en forme de Voie lactée.

Galaxies lenticulaires. Il s'agit d'un type intermédiaire entre les galaxies spirales et elliptiques. Ils ont un renflement, un halo et un disque (lentille), mais pas de bras en spirale. Ces galaxies sont désignées S0. Parmi toutes les galaxies, il y en a environ 20 %.

Galaxies irrégulières. Cette classe comprend les 5 % restants de galaxies qui n'appartenaient pas aux précédentes. Ils se caractérisent par une forme irrégulière et irrégulière, avec d'éventuels ébauches de branches en spirale. Il y a beaucoup de gaz dans de tels objets - jusqu'à la moitié de la masse totale. Les galaxies irrégulières sont désignées Ir.

E. Hubble a classé les types de galaxies par ordre de pourcentage croissant de gaz et de contribution décroissante de la composante sphérique :

Plus tard, il s'est avéré que toutes les galaxies ne rentraient pas dans la simple classification de Hubble. Outre les galaxies normales, il existe également nain. Ils ont leur propre classification, cependant, il est possible de distinguer les galaxies naines elliptiques, à disque et irrégulières, bien qu'une structure en spirale ne soit presque jamais observée dans les galaxies naines.

Il existe également une classe de grandes galaxies dont la luminosité est bien inférieure à celle des galaxies ordinaires. Ce qui est anormal chez elles, c'est l'absence d'étoiles brillantes qui, pour des raisons mystérieuses, ne se forment pas dans ces galaxies. De telles galaxies sont dites anémiques (c’est-à-dire « fragiles »).

Dans le même temps, il existe des galaxies dans lesquelles se produisent des processus internes violents associés à une formation intense d'étoiles. Un exemple est l'objet M82 de la constellation de la Grande Ourse - une galaxie irrégulière dont la matière dans les régions centrales se déplace à grande vitesse et « bout ». On distingue également une classe de galaxies avec une teneur élevée en étoiles jeunes et une concentration élevée de matière, appelées galaxies compactes bleues par leur apparence.

Les galaxies dont l'activité est indiquée par une augmentation des émissions radio, des couleurs et des raies spectrales atypiques pour la plupart sont également divisées en groupes distincts.

Les galaxies ont tendance à former des groupes et des amas. Ainsi, notre Galaxie fait partie de ce qu'on appelle le Groupe Local de galaxies, qui contient une trentaine de systèmes stellaires différents, dont la Nébuleuse du Triangle et la Nébuleuse d'Andromède.

Que se passera-t-il si deux galaxies se retrouvent très proches l’une de l’autre ? Leurs propriétés et leur apparence changeront. Sur les photographies de telles paires ou groupes proches de galaxies, on peut remarquer des queues et des ponts de gaz et d'étoiles ; les galaxies sont souvent entourées d'une coquille de gaz commune, leur forme est fortement déformée en raison de l'attraction mutuelle. Les astronomes appellent ces galaxies interagir.

Il existe également des galaxies cannibales, dévorant leurs plus petites voisines et les entraînant dans leur champ gravitationnel. Au centre de nombreux grands amas de galaxies se trouvent les véritables résidences des « rois cannibales » – des galaxies elliptiques géantes. Ils « avalent » le gaz environnant et les petits amas de galaxies tombent lentement sur eux.

Les galaxies sont regroupées en groupes de dizaines de galaxies et en amas de centaines, voire de milliers de galaxies. Les amas eux-mêmes forment un système de superamas qui construisent la structure à grande échelle de l'Univers.

Les galaxies sont des objets complexes et auto-organisés, comparables en niveau de complexité à une cellule – la base de tous les êtres vivants. Leur étude se poursuit actuellement activement et de plus en plus de nouveaux mystères attendent dans les coulisses.

De nombreux faits connus aujourd'hui semblent si familiers et familiers qu'il est difficile d'imaginer comment nous vivions sans eux auparavant. Cependant, la plupart des vérités scientifiques ne sont pas apparues à l’aube de l’humanité. Cela concerne en grande partie les connaissances sur l’espace. Les types de nébuleuses, de galaxies et d’étoiles sont aujourd’hui connus de presque tout le monde. Entre-temps, le chemin vers la compréhension moderne était assez long. Les gens n’ont pas immédiatement réalisé que la planète faisait partie du système solaire et qu’elle faisait partie de la Galaxie. Les types de galaxies ont commencé à être étudiés en astronomie encore plus tard, lorsqu'il a été compris que la Voie Lactée n'était pas seule et que l'Univers ne se limitait pas à elle. ainsi que la connaissance générale de l'espace en dehors de la « route du lait », est devenu Edwin Hubble. Grâce à ses recherches, nous en savons aujourd'hui beaucoup sur les galaxies.

Types de galaxies dans l'Univers

Hubble a étudié les nébuleuses et a prouvé que beaucoup d'entre elles sont des formations similaires à la Voie lactée. Sur la base du matériel collecté, il a décrit à quoi ressemble la galaxie et quels types d'objets spatiaux similaires existent. Hubble a mesuré les distances jusqu'à certains d'entre eux et a proposé sa propre classification. Les scientifiques l'utilisent encore aujourd'hui.

Il a divisé les nombreux systèmes de l’Univers en 3 types : galaxies elliptiques, spirales et irrégulières. Chaque type est activement étudié par les astronomes du monde entier.

La partie de l’Univers où se trouve la Terre, la Voie Lactée, appartient au type « galaxie spirale ». Les types de galaxies sont identifiés en fonction des différences dans leurs formes, qui affectent certaines propriétés des objets.

Spirale

Les types de galaxies ne sont pas répartis de manière égale dans tout l’Univers. Selon les données modernes, ceux en forme de spirale sont plus courants que les autres. En plus de la Voie Lactée, ce type comprend la nébuleuse d'Andromède (M31) et la galaxie (M33). De tels objets ont une structure facilement reconnaissable. Si vous regardez de côté à quoi ressemble une telle galaxie, la vue d'en haut ressemblera à des cercles concentriques s'étalant sur l'eau. Les bras en spirale rayonnent à partir d’un renflement central sphérique appelé renflement. Le nombre de ces branches varie de 2 à 10. L'ensemble du disque avec les bras en spirale est situé à l'intérieur d'un nuage d'étoiles raréfié, appelé en astronomie un « halo ». Le noyau de la galaxie est un amas d'étoiles.

Sous-types

En astronomie, la lettre S est utilisée pour désigner les galaxies spirales. Elles sont divisées en types en fonction de la conception structurelle des bras et des caractéristiques de la forme générale :

Galaxy Sa : les bras sont étroitement tordus, lisses et informes, le renflement est brillant et étendu ;

galaxie Sb : les bras sont puissants, clairs, le renflement est moins prononcé ;

galaxie Sc : les bras sont bien développés, ont une structure irrégulière, le renflement est peu visible.

De plus, certains systèmes en spirale possèdent un pont central presque droit (appelé « barre »). Dans ce cas, la lettre B (Sba ou Sbc) est ajoutée à la désignation de la galaxie.

Formation

La formation des galaxies spirales semble s’apparenter à l’apparition d’ondes provoquées par l’impact d’une pierre sur la surface de l’eau. Selon les scientifiques, une certaine poussée a conduit à l'émergence des manches. Les branches spirales elles-mêmes représentent des vagues de densité de matière accrue. La nature de la poussée peut être différente, l'une des options étant le mouvement vers les étoiles.

Les bras spiraux sont de jeunes étoiles et du gaz neutre (l'élément principal est l'hydrogène). Ils se situent dans le plan de rotation de la galaxie et ressemblent donc à un disque aplati. La formation de jeunes étoiles est également possible au centre de tels systèmes.

Voisin le plus proche

La nébuleuse d'Andromède est une galaxie spirale : une vue d'en haut révèle plusieurs bras émanant d'un centre commun. Depuis la Terre, on peut l'observer à l'œil nu comme une tache floue et brumeuse. La voisine de notre galaxie est un peu plus grande : 130 000 années-lumière de diamètre.

Bien que la nébuleuse d’Andromède soit la galaxie la plus proche de la Voie lactée, la distance qui la sépare est énorme. Il faut à la lumière deux millions d’années pour le parcourir. Ce fait explique parfaitement pourquoi les vols vers une galaxie voisine ne sont jusqu'à présent possibles que dans les livres et les films de science-fiction.

Systèmes elliptiques

Considérons maintenant d'autres types de galaxies. Une photo du système elliptique démontre clairement sa différence avec son homologue en spirale. Une telle galaxie n’a pas d’armes. Cela ressemble à une ellipse. De tels systèmes peuvent être compressés à différents degrés et peuvent ressembler à une lentille ou à une sphère. Il n'y a pratiquement pas de gaz froid dans de telles galaxies. Les représentants les plus impressionnants de ce type sont remplis de gaz chauds raréfiés, dont la température atteint un million de degrés et plus.

Une caractéristique distinctive de nombreuses galaxies elliptiques est leur teinte rougeâtre. Pendant longtemps, les astronomes ont cru qu’il s’agissait d’un signe de l’ancienneté de tels systèmes. On pensait qu’ils étaient principalement constitués d’étoiles anciennes. Cependant, les recherches menées au cours des dernières décennies ont montré l’erreur de cette hypothèse.

Éducation

Pendant longtemps, il y avait une autre hypothèse liée aux galaxies elliptiques. Ils étaient considérés comme les tout premiers à apparaître, formés peu après le Big Bang. Aujourd'hui, cette théorie est considérée comme dépassée. Les astronomes allemands Alar et Yuri Thumre, ainsi que le scientifique américain François Schweitzer, ont grandement contribué à sa réfutation. Leurs recherches et découvertes de ces dernières années confirment la véracité d’une autre hypothèse, le modèle hiérarchique de développement. Selon lui, des structures plus grandes se sont formées à partir de structures assez petites, c'est-à-dire que les galaxies ne se sont pas formées immédiatement. Leur apparition a été précédée par la formation d’amas d’étoiles.

Selon les concepts modernes, les systèmes elliptiques ont été formés à partir de bras en forme de spirale à la suite de la fusion. Le grand nombre de galaxies « tordues » observées dans des zones reculées de l’espace en est une confirmation. Au contraire, dans les régions les plus proches, on trouve une concentration nettement plus élevée de systèmes elliptiques, assez brillants et étendus.

Symboles

Les galaxies elliptiques ont également reçu leurs propres désignations en astronomie. Ils utilisent le symbole « E » et des chiffres de 0 à 6, qui indiquent le degré d'aplatissement du système. E0 sont des galaxies de forme sphérique presque régulière et E6 sont les plus plates.

Boulets de canon déchaînés

Les galaxies elliptiques comprennent les systèmes NGC 5128 de la constellation du Centaure et M87, situés en Vierge. Leur particularité est une émission radio puissante. Les astronomes s'intéressent principalement à la structure de la partie centrale de ces galaxies. Les observations des scientifiques russes et les études du télescope Hubble montrent une activité assez élevée dans cette zone. En 1999, des astronomes américains ont obtenu des données sur le noyau de la galaxie elliptique NGC 5128 (constellation du Centaure). Là, en mouvement constant, se trouvent d'énormes masses de gaz chauds, tourbillonnant autour du centre, peut-être un trou noir. Il n'existe pas encore de données exactes sur la nature de ces processus.

Systèmes de forme irrégulière

Il est également situé dans le Grand Nuage de Magellan. Ici, les scientifiques ont découvert une région de formation constante d'étoiles. Certaines des étoiles qui composent la nébuleuse n’ont que deux millions d’années. De plus, l'étoile la plus impressionnante découverte en 2011, RMC 136a1, se trouve également ici. Sa masse est de 256 solaires.

Interaction

Les principaux types de galaxies décrivent les caractéristiques de la forme et de la disposition des éléments de ces systèmes cosmiques. Cependant, la question de leur interaction n’est pas moins intéressante. Ce n’est un secret pour personne : tous les objets spatiaux sont constamment en mouvement. Les galaxies ne font pas exception. Des types de galaxies, au moins certains de leurs représentants, pourraient se former lors du processus de fusion ou de collision de deux systèmes.

Si nous nous souvenons de ce que sont ces objets, il devient clair comment des changements à grande échelle se produisent au cours de leur interaction. Lors d’une collision, une quantité colossale d’énergie est libérée. Il est intéressant de noter que de tels événements sont encore plus probables dans l’immensité de l’espace que la rencontre de deux étoiles.

Cependant, la « communication » des galaxies ne se termine pas toujours par une collision et une explosion. Un petit système peut passer par son grand frère, perturbant ainsi sa structure. Cela crée des formations d’apparence similaire à des couloirs allongés. Ils sont constitués d'étoiles et de gaz et deviennent souvent des zones de formation de nouveaux luminaires. Des exemples de tels systèmes sont bien connus des scientifiques. L’une d’elles est la galaxie Cartwheel dans la constellation du Sculpteur.

Dans certains cas, les systèmes ne se heurtent pas, mais se croisent ou se touchent légèrement. Cependant, quel que soit le degré d’interaction, cela entraîne de sérieux changements dans la structure des deux galaxies.

Avenir

Selon les hypothèses des scientifiques, il est possible qu’au bout d’un certain temps, la Voie Lactée absorbe son satellite le plus proche, un système découvert relativement récemment, minuscule selon les normes cosmiques, situé à une distance de 50 années-lumière de nous. Les données de recherche suggèrent une durée de vie impressionnante pour ce satellite, qui prendra probablement fin lors de sa fusion avec son plus grand voisin.

La collision est un avenir possible pour la Voie lactée et la galaxie d'Andromède. Aujourd’hui, l’immense voisin est séparé de nous par environ 2,9 millions d’années-lumière. Deux galaxies se rapprochent à une vitesse de 300 km/s. Une collision probable, selon les scientifiques, se produira dans trois milliards d'années. Mais aujourd’hui, personne ne sait avec certitude si cela se produira ou si les galaxies ne se toucheront que légèrement. Pour la prévision, il n'y a pas suffisamment de données sur les caractéristiques du mouvement des deux objets.

L'astronomie moderne étudie en détail des structures cosmiques telles que les galaxies : types de galaxies, caractéristiques d'interaction, leurs différences et similitudes, l'avenir. Beaucoup de choses restent encore floues dans ce domaine et nécessitent une étude plus approfondie. Les types de structure des galaxies sont connus, mais il n'existe pas de compréhension précise de nombreux détails associés, par exemple, à leur formation. Le rythme actuel d’amélioration des connaissances et de la technologie permet cependant d’espérer des avancées significatives dans le futur. Quoi qu’il en soit, les galaxies ne cesseront pas d’être au centre de nombreuses recherches. Et cela n’est pas seulement lié à la curiosité inhérente à tous. Les données sur les modèles cosmiques et la vie permettent de prédire l’avenir de notre partie de l’Univers, la Voie lactée.