MARÉES

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Marées galactiques

L'attraction gravitationnelle agissant de façon différentielle sur un astre donne lieu au phénomène bien connu des marées. Sur la Terre, on l'a vu, les attractions de la Lune et du Soleil (mais surtout de la première car les forces de marée décroissent comme le cube de la distance) produisent les déformations et élongations des grandes étendues liquides que sont les océans, et que nous appelons communément marées. Mais le même phénomène se produisant sur des astres bien plus déformables que la Terre donne lieu à des effets beaucoup plus spectaculaires. C'est le cas des interactions entre galaxies, vastes amas d'étoiles, de gaz et de poussières, assemblés de façon très lâche, avec une cohérence limitée, n'ayant rien de comparable avec les roches denses dont est formée la Terre. Les déformations subies par les galaxies sont telles que l'on a longtemps douté que l'origine pouvait en être les marées gravitationnelles.

Observations

Comment observe-t-on les déformations ? Les galaxies, que l'on détecte généralement par la lumière visible que rayonnent les étoiles ou par les ondes radio émises par le gaz, sont la plupart du temps des systèmes réguliers que l'on a pu classer d'après leur morphologie. On distingue ainsi des galaxies elliptiques, de forme sphéroïdale plus ou moins aplatie, des galaxies à disque, extrêmement aplaties, et dans lesquelles se déroule une forme spirale, enfin des galaxies irrégulières amorphes. Il existe toutefois des exceptions, des systèmes qui ne peuvent entrer dans aucune classification : ce sont les galaxies dites « anormales » ou « particulières ». Elles se distinguent par une partie centrale à peu près normale ressemblant aux galaxies spirales et des filaments lumineux, longs, fins, plus ou moins recourbés, s'étirant vers l'extérieur.

Ces galaxies anormales sont le plus souvent observées en groupes de deux ou plus, et leurs déformations ont tout naturellement été attribuées à l'interaction entre les galaxies. Ces filaments et extensions, parfois connexions entre les galaxies, sont assez faiblement lumineux et leur découverte date surtout des années 1950, époque où les télescopes devinrent assez sensibles pour les détecter.

Le nombre de galaxies particulières, en interaction, se révèle être relativement important : il représente environ 1 à 2 p. 100 du nombre total de galaxies. Or la durée de vie de ces déformations et de ces structures anormales est très faible – de l'ordre d'un dixième de l'âge de l'Univers –, ce qui tendrait à prouver que le nombre de rencontres entre galaxies est encore bien plus important. Ce fait est surprenant si l'on tient compte de la faible densité des galaxies dans l'Univers : la distance moyenne entre deux galaxies (dix millions d'années- lumière) est cent fois supérieure à leurs diamètres (cent mille années-lumière). Ce grand nombre de rencontres proviendrait du fait que les galaxies ont tendance à se former en groupes ou en amas, et ne sont pas distribuées de façon homogène dans l'Univers. De plus, on sait maintenant que les galaxies ne sont pas aussi compactes et isolées que l'on pensait autrefois, en se fondant sur les observations optiques. De nombreuses études – notamment celles de la cinématique du gaz très loin du centre d'une galaxie – suggèrent l'existence d'une masse invisible entourant la partie visible des galaxies. Cette masse sombre forme un système plus ou moins sphéroïdal autour des galaxies et est appelée halo. La cinématique des groupes de galaxies montre que la masse sombre pourrait s'étendre en couronne jusqu'à une distance de 1 million d'années-lumière, soit dix fois le diamètre visible des galaxies. La distance minimale entre deux galaxies pour qu'il y ait rencontre en est donc considérablement augmentée.

Nature des interactions

Ce n'est que grâce aux simulations sur ordinateur, qui se sont développées à partir des années 1970, que la nature de l'interaction entre galaxies a pu être déterminée avec certitude comme un phénomène de marée gravitationnelle. Auparavant, on ne croyait pas l'interaction gravitationnelle capable de produire les filaments fins et longs observés optiquement : les forces électromagnétiques semblaient constituer la solution au problème ; les filaments pouvaient être la manifestation des tubes de force du champ magnétique guidant la matière. Pourtant, aucun modèle magnétique n'explique les caractéristiques générales observées d [...]

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Force génératrice des marées

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Réponse statique à la force génératrice des marées

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Marées de vives eaux

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Écrit par :

  • : professeure au Collège de France
  • : membre de l'Institut, ancien président du Bureau des longitudes
  • : docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S., directeur du laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiale de Toulouse
  • : astronome, directeur de l'Observatoire du pic du Midi et de l'Observatoire de Toulouse

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Pour citer l’article

Françoise COMBES, André GOUGENHEIM, Christian LE PROVOST, Jean-Paul ZAHN, « MARÉES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 juin 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/marees/