GALAXIE LA ou VOIE LACTÉE

Les étoiles ne sont pas réparties au hasard dans l'Univers. Elles se groupent en ensembles que l'on nomme galaxies. On distingue la Galaxie, ou Voie lactée, à laquelle appartient le Soleil, des autres galaxies, autrefois appelées nébuleuses extragalactiques. Soupçonnée par Emmanuel Kant et William Herschel, la véritable nature de ces « nébuleuses extragalactiques » ne fut établie définitivement qu'en 1923, après la mise en service du grand télescope du mont Wilson, aux États-Unis. Edwin P. Hubble put alors montrer qu'il s'agissait d'agglomérations géantes d'étoiles, analogues à la Voie lactée.

Les progrès de l'astronomie galactique furent très lents. Si Galilée découvrit dès 1610, avec la lunette astronomique qu'il venait de construire, que la Voie lactée était un nuage extrêmement dense d'étoiles peu lumineuses, c'est seulement en 1750, dans son ouvrage An Original Theory or New Hypothesis of the Universe, que le savant anglais Thomas Wright imagina qu'elle formait un nuage aplati, disque parsemé d'étoiles parmi lesquelles se trouvait le Soleil. Au début du xix^e siècle, des dénombrements d'étoiles effectués suivant différentes directions permirent à William Herschel, astronome d'origine allemande établi en Angleterre, de confirmer et de préciser cette idée, mais il fallut attendre les années 1920 pour que les astronomes américain Harlow Shapley et néerlandais Jan Hendrik Oort donnent une idée correcte des dimensions de la Galaxie en estimant à 10 kiloparsecs la distance du Soleil au centre de celle-ci ; la valeur révisée aujourd'hui admise est de 8,5 kiloparsecs (1 parsec = 3,09 . 10¹⁶ m = 206 265 ua = 3,26 années de lumière ; symbole : pc). La Galaxie est un ensemble de 100 milliards d'étoiles qui sont principalement concentrées dans un disque de 30 kiloparsecs de diamètre et de 400 parsecs d'épaisseur moyenne. Certaines sont réparties assez uniformément dans ce disque, d'autres suivent des bras qui s'enroulent en spirale autour du centre. Ces dernières, plus jeunes et plus lumineuses, sont généralement associées à de grands nuages interstellaires de gaz et de poussière – tantôt obscurs, tantôt lumineux s'ils sont proches d'une étoile brillante –, au sein desquels elles viennent de naître. Cette matière interstellaire cache à l'observation optique la plus grande partie du plan galactique : on n'y voit que difficilement les astres situés à plus de 3 kiloparsecs du Soleil. En particulier, toute la région du centre galactique échappe à l'observation dans le visible. Heureusement, la poussière interstellaire absorbe peu le rayonnement infrarouge et pas du tout les ondes radio, qui permettent d'explorer les régions plus lointaines. En particulier, l'étude de l'émission de l'hydrogène neutre interstellaire à 21 centimètres de longueur d'onde a montré que la matière interstellaire était concentrée dans les bras de spirale. On a pu ainsi tracer la structure de la Galaxie jusqu'à de très grandes distances de son centre. À côté du gaz interstellaire et des étoiles distribuées dans le plan galactique, on trouve d'autres étoiles, isolées ou groupées en amas globulaires, formant un halo à peu près sphérique autour du plan galactique [cf. amas et associationsstellaires].

Le disque galactique tourne sur lui-même. On a pu montrer que sa vitesse de rotation dépendait de la distance au centre. Pour le Soleil, elle est de 220 kilomètres par seconde, ce qui correspond à une révolution complète en 250 millions d'années, durée bien inférieure à l'âge de la Galaxie, estimé à 13 milliards d'années. La variation de la vitesse en fonction de la distance au centre est due au fait que la matière est plus concentrée dans les régions centrales de la[...]