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Aperçu |
Avec
les galaxies particulières, on quitte la classification
de Hubble et ses critères morphologiques. Assez rares, elles
se distinguent par des caractéristiques inhabituelles, qui dans
certains cas peuvent encore être morphologiques (galaxies annulaires,
galaxies à antennes...) mais tenir aussi plutôt à des
signes d'activité (radiogalaxies, quasars,
notamment), alors même que d'un simple point de vue morphologique
on pourrait les classer parmi les types de Hubble. Un constat que l'on
peut faire aussi à propos d'une catégorie de galaxies particulières,
qui pourraient aussi s'avérer les plus nombreuses dans l'univers
: les galaxies fantômes, ou galaxies à faible brillance de
surface.
D'une manière générale, les morphologies inhabituelles des galaxies et leur activité semblent pouvoir être mises en rapport avec l'existence de perturbations gravitationnelles externes, présentes ou passées, parfois à des collisions entre galaxies. |
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Mise en ordre |
Les
galaxies à morphologie inhabituelle
On rangera ici des objets qui d'une part ne sont pas rattachables directement aux deux grands familles des galaxies spirales et des galaxies elliptiques, mais qui d'autre part possèdent des caractéristiques morphologiques suffisamment marquées (anneaux, coquilles, appendices) pour ne pas non plus être classées parmi les galaxies irrégulières.
Les galaxies annulaires
Les anneaux du diable vauvert - Dans l'univers local, les galaxies annulaires sont extrêmement rares. La première de ces galaxies a été découverte en 1950 par Art Hoag dans la constellation du Serpent, à 600 millions d'années-lumière de nous. Quelques autres sont venus s'ajouter par la suite, mais au total le nombre de celles qui ont été étudiées ne dépasse pas quelques dizaines. Ces dernières années le télescope spatial Hubble a en a révélé cependant tout une collection aux confins de l'univers observable, comme si ces objets avaient été plus fréquents quand l'univers était plus jeune.Les galaxies à coquilles Ces galaxies rappellent les galaxies annulaires, à ceci près que l'anneau d'étoiles est remplacé par une sphère, ou plutôt une coquille d'étoiles jeunes qui s'est formée clairement au-delà des limites visibles de la partie principale de la galaxie. Dans certains cas, à l'exemple de NGC 3923 (Hydre), ce sont même plusieurs coquilles concentriques que l'on observe.
Les galaxies à appendices
Les galaxies actives On range dans cette catégorie des galaxies
(environ 5% des galaxies répertoriées) qui témoignent
en leur sein de processus énergétiques particulièrement
violents. En fait l'activité ainsi définie peut prendre plusieurs
formes. Dans certains cas, elle correspond à des processus massifs
de formations stellaires, et l'on parlera de galaxies
à flambées d'étoiles. Dans d'autres cas, l'activité
se concentre dans un volume très petit, au centre de la galaxie.
On a alors affaire à un noyau actif de galaxie, ou AGN
(Active galactic nucleus).
Galaxies infrarouges ultra-lumineuses - Découvertes dans les années 1980 grâce au satellite IRAS, ces galaxies, très lointaines, se caractérisent comme leur nom l'indique par une émission extrêmement puissante dans le domaine infrarouge du spectre. Une émission engendré, pensent les astronomes, par l'échauffement des poussières situées dans des sites formations massives d'étoiles. De ce point de vue, les galaxies infrarouges pourraient être considérées comme les prototypes des galaxies à flambées d'étoiles. Mais selon un explication alternative, l'émission pourrait aussi provenir de poussières chauffées par le noyau actif. Deux pistes qui ne s'excluent d'ailleurs pas.Galaxies à noyau actif Selon l'approche la plus communément adoptée, et qui est appelée le modèle unifié, qui invoque la présence au centre des galaxies concernées de trous noirs supermassifs, les noyaux actifs sont le dénominateur commun à plusieurs sortes de galaxies, qui apparaissent, de fait, comme de proches cousines : Radiogalaxies - Il s'agit de galaxies d'apparence ordinaire lorsqu'on les observe dans le domaine visible, mais qui émettent puissamment dans le domaine radio, à partir de ce qui est d'abord apparu comme deux lobes placés de part et d'autre de ces galaxies, et dont il est s'est avéré ensuite que cela correspondait à deux jets de gaz expulsés par l'AGN de ces objets.Dans la perspective du modèle unifié, les diverses apparences observées résulteraient principalement de l'orientation différente par rapport à nous des galaxies concernées. Les galaxies fantômes Les galaxies connues sont ordinairement des systèmes d'étoiles relativement denses. Et cela explique leur forte luminosité de surface. Mais les astronomes commencent à découvrir des objets dont les morphologies sont celles des galaxies ordinaires, mais qui s'avèrent très difficiles à observer, tant leurs étoiles sont peu concentrées, et qui, à tout prendre, pourraient constituer la population de galaxies de la plus importantes de l'univers. Ces galaxies fantômes sont dites à faible brillance de surface, et sont couramment désignées par le sigle LSB (= Low surface brightness). Les plus accessibles de ces galaxies sont sans doute NGC 247, qui appartient au groupe du Sculpteur, et IC 1613, une naine irrégulière du Groupe Local. Toutes les deux se situent dans la constellation de la Baleine. Elles sont connues depuis longtemps (1783 et 1906, respectivement). En général, il s'agit d'objets excessivement discrets, et dont l'importance n'est appréciée que depuis peu. Par leur morphologie, elles s'apparentent souvent aux galaxies spirales ordinaires (de type Sc, en particulier, qui curieusement rassemble aussi les spirales dont le disque est le plus lumineux, à l'image de M 101), et aux galaxies irrégulières. Mais elles recrutent également parmi les naines sphéroïdales. En fait, elles semblent privilégier les deux extrêmes dans l'échelle des masses des galaxies. Les galaxies de Malin - Cette classe de galaxies fantômes rassemble les plus grosses galaxies actuellement connues. C'est ainsi le cas de la plus grande spirale actuellement répertoriée. Il s'agit de la galaxies Malin-1, découverte en 1987 dans la Chevelure de Bérénice (12h 36' 59.0; +14° 19' 48) par Gregory Bothun, Christopher Impey, David Malin et Jeremy Mould. Elle a 250 000 années-lumière de diamètre et si ces étoiles se font très discrètes, son milieu interstellaire se révèle quant à lui hors normes : il contient, par exemple, 100 milliards de masses solaires seulement en hydrogène atomique.Parmi les naines sphéroïdales à faible brillance de surface ont citera SagDEG, la Naine du Sagittaire, découverte en 1994, sa petite soeur, de découverte plus récente, la Naine du Grand Chien (2003), toutes deux, actuellement en cours d'absorption par notre Voie lactée., ou encore la petite galaxie, elle aussi récemment découverte, devant la galaxie d'Andromède. Et
toutes les autres...
Des systèmes perturbés |
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Rouages |
Certains
types de galaxies inhabituelles tirent leurs caractéristiques des
conditions particulières de leur formation. C'est le cas, d'évidence,
des galaxies fantômes et des galaxies tidales. Il se peut également
que l'irrégularité de la forme observée dans d'autres
cas corresponde aussi à une sorte d'inachèvement d'une galaxie
qui n'aurait pas encore atteint sa figure d'équilibre. Mais de façon
générale, l'origine des morphologies que peuvent revêtir
les autres galaxies particulières et les galaxies irrégulières,
et la cause de leur activité, doivent être recherchés
dans des processus intervenant plus tard, dans le cours de leur existence.
Là encore, diverses hypothèses ont été avancées. Halton Arp, qui a publié en 1966 un catalogue de plus de 300 galaxies particulières invoque, par exemple, à l'origine de leurs caractéristiques de grosses explosions qui auraient eu lieu en leur sein. Ces cataclysmes pourraient selon lui et ses émules expliquer non seulement les morphologies particulières, mais aussi les redshifts anormaux et même les quasars. Ce point de vue n'est cependant pas partagé par l'immense majorité des astronomes, qui considèrent que les particularités qu'ils observent sont, pour l'essentiel, les effets des perturbations d'externes. Un contexte, qui fait attribuer un tout premier rôle aux interactions entre galaxies dans les amas. Une galaxie peut en frôler une autre et y laisser quelques plumes sous l'effet de la gravitation; elle peut aussi entrer en collision avec une de ses congénères, ce qui aura des conséquences variées, selon, par exemple, qu'elle se fait absorber par une plus grosse galaxie, ou au contraire qu'elle en dévore une plus petite. Une flambée de formation stellaire, comme celle que l'on observe par exemple dans M 82, dont une galaxie peut être le siège, pourra aussi s'expliquer par de telles interactions (dans ce cas, on pense à un rapprochement avec M 81), et sera également la cause de l'aspect irrégulier ou du caractère particulier de la galaxie concernée. Il suffit que deux galaxies se rapprochent suffisamment pour que les effets différentiels de la gravitation (effets de marée) déstabilisent les masses de gaz et de poussières renfermées dans l'une ou l'autre galaxie, et engagent à très grande échelle les processus d'effondrement et de fragmentation de ces nuages, qui conduisent à la formation simultanée de quantités d'étoiles. Dès qu'une première génération d'étoiles a été formée ainsi, les explosions de supernovae et les vents stellaires prennent le relais pour entretenir le processus "en feu de forêt" responsable de la propagation de l'astration. Les effets de marées sont également responsables d'expulsions de d'étoiles et de gaz hors des galaxies, et peuvent expliquer les antennes et autres appendices observés. Les collisions de galaxies ont des conséquences similaires (les Antennes correspondent de fait à la collision de deux galaxies). Il peut aussi y avoir d'autres conséquences. Ainsi les chocs frontaux semblent pouvoir expliquer les morphologies des galaxies annulaires et des galaxies à coquilles. Une petite galaxie elliptique en percute une plus grosse en son centre, et les ondes de densité ainsi créées forment des structures concentriques en expansion, à l'origine de formations stellaires massives. Le processus conduit à une galaxie annulaire si la galaxie percutée était une spirale, et à une galaxie à coquille lorsqu'on avait affaire à une galaxie elliptique. De telles collisions pourraient aussi expliquer que certaines galaxies à anneau ne possèdent aucune structure centrale visible : la galaxie percutée aurait été proprement dénoyautée par le choc. |
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