Les astronomes rencontrent souvent des phénomènes dans leurs observations qui sont non seulement difficiles à expliquer, mais tout simplement impossibles à décrire. Plus nous regardons dans l'espace, plus nous découvrons de tels phénomènes. Nous vous suggérons de vous familiariser avec une douzaine de phénomènes et bizarreries galactiques parmi les plus intéressants rassemblés au cours des années de contemplation minutieuse de l'espace.
Galaxie du triangle II
Située près du bord de la Voie lactée, la galaxie Triangulum II a déjà étonné de nombreux astronomes avec ses étoiles incroyablement rapides. Notre minuscule voisin galactique en contient un nombre record - seulement environ 1000 (dans la Voie lactée, par exemple, il y en a 100 milliards). Cependant, une masse colossale se cache dans le Triangulum II.
En observant cette galaxie, le grand télescope Keck, situé sur le volcan Mauna Kea à Hawaï, a observé six étoiles se déplaçant beaucoup plus rapidement que prévu. Le fait est que la galaxie est si sombre que seules ces six étoiles étaient visibles à travers le télescope. Cependant, même grâce à ces étoiles, les chercheurs ont pu calculer les forces gravitationnelles du Triangulum II et sa masse totale. Il s'est avéré que la galaxie est plus massive que la masse combinée de toutes ses étoiles.
Les scientifiques ont découvert que cette galaxie contient la plus forte concentration de matière noire parmi toutes les galaxies étudiées auparavant. Néanmoins, les astronomes français de l'Université de Strasbourg estiment que la raison d'une telle dispersion d'étoiles et de la pénombre de la galaxie est l'effet des forces gravitationnelles des galaxies adjacentes au Triangulum II.
Une concentration aussi élevée de matière noire dans le Triangulum II donne aux scientifiques une occasion directe d'essayer d'étudier cette substance étrange, qui représente 24% de la masse totale de l'univers. Du fait que cette galaxie contient très peu d'étoiles, elle ne produit pratiquement aucun rayonnement gamma, donnant ainsi la possibilité de détecter les forces des rayons X de l'interaction de la matière noire. Puisque la galaxie est pratiquement morte, ces signaux doivent être enregistrés clairement, avec peu ou pas de distorsion de la multitude de sources d'énergie cosmique présentes dans des zones plus «vivantes».
Vidéo promotionelle:
Anneau galactique mystérieux
Les astronomes américains et hongrois sont récemment tombés sur une structure dans l'espace qui s'est avérée si énorme qu'il est difficile de croire en son existence. Cette structure s'est avérée être un amas de galaxies formant une sorte d'anneau s'étendant sur près de 5 milliards d'années-lumière. Cet objet est si énorme que dans le ciel nocturne dans la plage optique, il semblerait 70 fois plus grand que le disque complet de la lune.
Les astronomes ont pu calculer la taille estimée de cet anneau cosmique en raison de la similitude des sept sursauts de rayonnement gamma observés - l'un des plus grands phénomènes de libération d'énergie explosive dans l'espace. Les sursauts gamma se produisent généralement lorsqu'une étoile entre dans une supernova ultra-brillante puis se transforme en un trou noir.
Comme les sursauts observés étaient pratiquement à la même distance les uns des autres, les astronomes ont supposé qu'ils faisaient partie de la même mégastructure cosmique. Bien sûr, cela ne vaut pas non plus la peine de rejeter la probabilité du hasard. L'existence d'un anneau galactique de cette taille contredit nos modèles cosmologiques, qui décrivent la taille limite des plus gros objets de l'univers, qui, selon ces modèles, est d'environ 1,2 milliard d'années-lumière.
Et même si cette bague existe, pourquoi est-elle si grande? Personne ne connaît encore la réponse à cette question. Cependant, il y a des suggestions selon lesquelles la même mystérieuse matière noire est en quelque sorte responsable de la création de tels objets spatiaux d'une taille incroyable.
Galaxie Tayna
En combinant la puissance des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, les astronomes ont découvert l'un des objets les plus éloignés de l'univers. Dans le même temps, les scientifiques pensent que cet objet n'est apparu que 400 millions d'années après le Big Bang. Autrement dit, c'est aussi l'un des objets les plus anciens de l'univers. Cet objet est une galaxie à peine visible et extrêmement fanée, appelée Tayna, qui signifie «premier-né» en dialecte sud-américain. Jusqu'à présent, les scientifiques ont découvert 22 de ces galaxies «premières-nées», originaires peu après le Big Bang.
Il a fallu la puissance de deux des meilleurs télescopes spatiaux de l'humanité pour trouver la galaxie Tayna, et beaucoup d'aide de l'amas de galaxies MACS J0416.1-2403, situé à environ quatre milliards d'années-lumière. Avec une masse d'un quadrillion de soleils, cet amas de galaxies attire une quantité incroyable de lumière, créant une lentille gravitationnelle et permettant une vue de Tayna, qui se trouve essentiellement derrière. Le télescope James Webb, qui devrait être envoyé dans l'espace en 2018, nous donnera une meilleure vue de cette galaxie et fournira beaucoup plus de détails sur ce représentant des premiers objets galactiques de l'univers.
Nounou galactique
Les astronomes ne sont pas entièrement sûrs de leur connaissance de la naissance des galaxies. Il est généralement admis que les galaxies prennent toute la matière nécessaire à leur formation dans l'environnement intergalactique. Cependant, il existe d'autres hypothèses. Selon l'un d'eux, la formation initiale d'une galaxie se produit à partir d'une accumulation dense de matière noire, autour de laquelle des nuages d'hydrogène et d'autres gaz commencent à s'accumuler, attirés par les forces gravitationnelles. Une autre théorie est que les galaxies sont formées à partir de matière provenant d'une source spécifique. La première option est trop longue pour être vérifiée à partir de données d'observation. Personne n'a jamais regardé la seconde.
Au moins jusqu'à récemment. Des chercheurs du California Institute of Technology utilisant l'instrument Cosmic Web Imager monté sur le télescope Hale de l'Observatoire Palomar ont découvert un disque protogalactique (une très jeune galaxie en formation) situé à 10 milliards d'années-lumière. Il se compose de gaz chaud, dont le volume est augmenté par le gaz froid que la jeune galaxie reçoit du filament de la soi-disant toile cosmique, à côté de laquelle la galaxie se forme. Les scientifiques pensent qu'il s'agit de la première preuve directe de l'existence du Web cosmique, qui unit tout dans l'univers.
En raison du placement fortuit de deux quasars dans cette région de l'espace, une partie de la toile d'araignée qui alimente en gaz la galaxie nouvellement formée s'est réchauffée, permettant aux scientifiques de déterminer sa présence.
Grand outrage magellanique
Le Grand Nuage de Magellan (LMC) et son compagnon nain, le Petit Nuage de Magellan (MMO), sont nos galaxies voisines les plus proches, situées à environ 160 000 et 200 000 années-lumière. En tant que plus grandes galaxies naines près de la Voie lactée, elles peuvent être facilement vues dans l'hémisphère sud du ciel nocturne.
Les scientifiques notent que quelque chose d'étrange se passe avec le LMC. Dans la nébuleuse de la Tarentule, qui fait partie du LMC, les astronomes ont découvert un véritable incubateur de formation d'étoiles. Mais, comme il s'est avéré, beaucoup moins d'étoiles sont formées ici qu'il n'y paraît à première vue.
Le fait est qu'environ 5% des 5900 grandes et très grandes étoiles étudiées situées dans le LMC n'appartiennent pas à cette galaxie. BMO les a en fait volés à MMO. Les scientifiques sont arrivés à cette conclusion après avoir découvert que ces étoiles tournaient dans la direction opposée par rapport au reste. De plus, la composition chimique de ces étoiles n'est pas du tout similaire à celle qui est habituellement caractéristique des étoiles LMC. Ces étoiles contiennent des éléments beaucoup plus lourds comme le fer et le calcium. Les scientifiques pensent qu'une telle fertilité de la nébuleuse de la Tarentule est précisément due au fait que le LMC vole des étoiles à l'OMI. De plus, BMO n'hésite pas à consommer de l'essence de son voisin spatial. Dans ce cas, le gaz accélère si fortement qu'il "enflamme" les gaz résiduels entre les deux galaxies.
Galaxy Hercules A
Au centre de la galaxie Hercules A (3C 348) se trouve un trou noir géant d'une masse de 2,5 milliards de soleils! Elle est 1000 fois plus massive que l'ensemble de la Voie lactée et produit deux jets géants de plasma qui obscurcissent pratiquement toute la galaxie dans laquelle ils se trouvent. De plus, s'étalant sur 1,5 million d'années-lumière, ces flux de plasma obscurcissent d'autres galaxies, dont la Voie lactée, qui est 15 fois plus petit en diamètre. La quantité d'énergie trouvée ici est très difficile à décrire. Le recul de sortie d'un trou noir au centre en équivalent d'ondes radio est un milliard de fois supérieur à celui de notre Soleil.
Cela suffit pour faire d'Hercule A l'une des sources d'ondes radio les plus brillantes jamais observées. Le faisceau rose-rouge dans l'image ci-dessus est un plasma de particules atomiques et de champs magnétiques accélérés à des vitesses relativistes (presque la vitesse de la lumière). Des amas globulaires volumineux le long des bords indiquent très probablement de nombreuses explosions précoces et incroyables.
Malheureusement, tout cela est invisible à l'œil nu, c'est-à-dire qu'il ne s'agit que d'une représentation de l'artiste. L'image a été créée à partir des données optiques de la caméra Wide Field 3 du télescope Hubble, ainsi que des observations du radiotélescope Very Large Array (Super Large Antenna Array).
Anciennes naines blanches de la Voie lactée
Notre galaxie est très ancienne. Il est presque aussi vieux que l'univers lui-même. En observant la barre centrale de la Voie lactée, les astronomes ont découvert un amas de 70 naines blanches - des étoiles denses et compactes avec la masse du Soleil (ou même plus), mais pas plus grandes que la Terre.
Bien sûr, il y a beaucoup plus d'étoiles dans la barre, mais les scientifiques se sont intéressés à un groupe spécifique situé dans une ouverture relative à la poussière cosmique et situé à environ 25 000 années-lumière de la Terre.
Maintenant, ces étoiles ne sont rien de plus que des reliques astronomiques, cependant, selon les scientifiques, elles peuvent nous dire comment notre galaxie est apparue. On pense que certaines naines blanches ont plus de 12 milliards d'années. De plus, les scientifiques pensent que ces naines blanches faisaient partie de ces étoiles qui ont jadis "ensemencé" notre galaxie. L'histoire de la Voie lactée a commencé avec eux. Des millions d'étoiles qui ont terminé leur cycle de vie ont emboîté le pas, dispersant leur matière sur 100 000 années-lumière.
Une galaxie incroyablement lumineuse
Le télescope spatial WISE de la NASA a découvert la galaxie la plus brillante jamais trouvée. Sa luminosité équivaut à celle de plus de 300 billions de soleils. Les photons de la galaxie WISE J224607.57-052635.0 en question ont dû parcourir 12,5 milliards d'années pour nous laisser leur message et nous donner une idée de ce à quoi ressemblait réellement l'univers à l'aube de sa naissance.
Cette galaxie est si brillante qu'il est même difficile de regarder son image complète du point de vue de l'artiste, comme on peut le voir ci-dessus. Cependant, il ne doit pas du tout sa luminosité aux étoiles. La galaxie est si brillante à cause de son trou noir. Il est si massif qu'il jette même un doute sur notre compréhension de la physique dans une certaine mesure.
Les scientifiques sont surpris que l'univers primitif ait pu être un refuge pour de tels objets spatiaux. Habituellement, les trous noirs sont limités dans leur "gourmandise", et le temps passé n'aurait pas été suffisant pour qu'ils avalent toute la galaxie. Cependant, ce trou noir a pu en quelque sorte surmonter la «limite de sa voracité» à plusieurs reprises, jusqu'à atteindre la masse qu'il a maintenant. Elle s'est tellement «gorgée» qu'elle libère (régurgite) une énorme quantité d'énergie, qui frappe littéralement le cocon de gaz géant situé ici, qui finit par s'illuminer d'une aura éblouissante.
Une petite galaxie avec un trou noir géant
La galaxie naine ultracompacte M60-UCD1 pourrait changer notre compréhension des trous noirs et du concept de galaxies naines en général. Il ne fait que 300 années-lumière de diamètre, soit seulement 0,2% de la taille de la Voie lactée. Cependant, cette galaxie contient un trou noir d'une masse équivalente à 21 millions de soleils. A titre de comparaison, le trou noir au centre de la Voie lactée est de taille beaucoup plus grande, mais a une masse de seulement 4 millions de soleils.
Jusqu'à récemment, on croyait que la taille des galaxies et la taille des trous noirs étaient interdépendantes. Cependant, cette découverte a remis en question ce modèle et suggère que les tailles de ces deux objets spatiaux peuvent être complètement incommensurables. Et les scientifiques ont une explication à cela.
Le fait est que M60-UCD1 n'a pas toujours été une galaxie naine. Des astronomes de l'Université de l'Utah (USA) pensent que cette galaxie abritait autrefois 10 milliards d'étoiles. Cependant, elle s'est trop proche de son plus grand voisin galactique, ce qui l'a volée. En conséquence, il ne reste qu'environ 140 millions d'étoiles dans la galaxie. Cela fait de M60-UCD1 l'une des plus petites galaxies avec un énorme trou noir en son centre. Cependant, la même hypothèse des scientifiques soulève d'autres questions. Les galaxies naines ont-elles «échoué» de grandes galaxies, ou sont-elles toutes devenues la proie de leurs plus grandes voisines à un moment donné de leur histoire?
Galaxy EGS8p7
La galaxie EGS8p7 vieille de 13,2 millions d'années est si ancienne que nous ne devrions pas la voir. Après le Big Bang, l'univers a été pendant quelque temps un amas chaud de protons et d'électrons. Après une période de refroidissement, les particules se sont combinées pour former de l'hydrogène neutre. L'essentiel est que dans ce cas, nos télescopes ne seraient pas en mesure de détecter la lumière primitive de l'univers, car elle devrait subir de nombreuses distorsions différentes.
Après l'apparition des galaxies et d'autres sources d'énergie dans l'univers, elles ont réionisé le gaz, dispersé son accumulation dense et ouvert la voie à la lumière. Cependant, cet événement s'est produit environ un milliard d'années plus tard, donc EGS8p7 est trop loin de nous pour que nous le voyions. Et pourtant, les astronomes notent en quelque sorte qu'ils ont réussi à attraper la ligne Lyman-alpha de la galaxie, qui est son genre de code-barres. Il se manifeste lorsqu'une étoile relativement jeune commence à émettre de la lumière ultraviolette dans le gaz environnant, laissant derrière elle une signature thermique. Cette signature a été détectée par le spectromètre MOSFIRE de l'observatoire Keck à Hawaï.
Et pourtant, la lignée Lyman-alpha de la galaxie EGS8p7 aurait dû rester cachée par l'hydrogène neutre opaque précoce. Les astronomes ne sont pas tout à fait sûrs de la manière dont la lumière d'EGS8p7 parvient à franchir un tel obstacle. On suppose que le rayonnement des étoiles locales est si puissant qu'il a réionisé une partie de l'univers beaucoup plus tôt que les autres galaxies.
Anneau d'Andromède
Notre voisine la plus proche, la galaxie d'Andromède (M31), est entourée d'un anneau géant (ou halo). Andromède elle-même fait deux fois la taille de la Voie lactée et s'étend sur 200 000 années-lumière. De plus, son halo occupe un espace d'environ 2 millions d'années-lumière. Il agit comme une balise pour les astronomes à la recherche de quasars ici. La lumière ultraviolette qui a atteint les instruments scientifiques du télescope spatial Hubble a donné aux scientifiques l'idée de la façon dont un anneau de gaz aussi géant pourrait se former autour d'Andromède.
Partiellement constitué de gaz galactique, l'anneau est une sorte d'immense réserve de matière pour les étoiles futures et émergentes. Elle est également riche en éléments lourds produits par des supernovae, situées aux confins d'Andromède et éjectées au-delà de ses limites. Malheureusement, l'anneau lui-même est invisible à l'œil humain, mais dans le ciel nocturne, il ferait 100 fois le diamètre de la pleine lune.