Comment savons-nous que la voie lactée est une galaxie spirale?

- Astronomie - La voie lactée - Documentaire ( 5 ) (Avril 2019).

Anonim

Pour les humains, déterminer la forme de la galaxie de la Voie lactée équivaut à un microbe déterminant la forme de la Terre. Nous sommes incapables d'atteindre un point de vue approprié pour le discerner, car il se trouve bien sûr en dehors de la galaxie. Examiner une galaxie de son extérieur nous révèle sa topographie dans son intégralité volumineuse.

Edward Hubble, probablement le plus prisé des astronomes, a réduit la structure des galaxies en quatre formes de base: spirale, elliptique, lenticulaire ou en forme de lentille et irrégulière. Bien que nous ayons modelé plusieurs de nos maisons voisines en les scrutant de derrière nos fenêtres, c’est notre propre appartement que nous n’avons pas réussi à retrouver.

Bien que nous n’ayons pas cartographié la totalité de la galaxie de la Voie lactée pour le prouver, nous avons certains indices qui suggèrent avec insistance qu’elle est façonnée en spirale, comme les graines d’un tournesol. La découverte successive de chaque indice a renforcé notre revendication concernant la forme de la galaxie de la Voie Lactée.

Cependant, il est impératif de noter que les graines sont en réalité ordonnées en deux spirales, les deux tournant dans des directions opposées. La spirale de la Voie Lactée assume l’une de ces spirales. (Crédit photo: Remi Jouan / Wikimedia Commons)

Un disque d'étoiles

Le laser pointe vers le renflement au milieu. (Crédit photo: en.wikipedia.org)

Au début, cela m'a rendu incrédule; Il me semble que je trouve des étoiles partout où je tourne mon regard. Cependant, le disque devient clairement visible si vous cartographiez le ciel à partir de centaines d'emplacements différents. Au 20 e siècle, l'astronome Jacobus Kapteyn, avec l'aide de plusieurs autres astronomes, a fait de même dans plus de 600 lieux différents. Ensemble, ils ont photographié le ciel pour créer un panorama de haute précision de la galaxie de la Voie lactée.

L'arc dans lequel se concentrent les étoiles est clairement visible sur la carte de Jacobus. Les astronomes ont maintenant réduit l'angle de l'arc à 15 degrés. En outre, le disque est visible dans les images cliquées lors de l’enquête 2MASS qui a photographié la galaxie en lumière infrarouge.

(gauche) L'arc est clairement visible sur la carte de Jacobus. Le petit cercle à droite de zéro représente la position du soleil. (à droite) le disque confirmé par l’enquête 2MASS. (Crédit photo: Université du Massachusetts et du Centre / Institut de technologie de Californie / Wikimedia Commons & Education.psu.edu)

Si la galaxie avait une forme différente, l’alignement des étoiles aurait également été radicalement différent. Par exemple, si la Voie lactée était sphérique, les étoiles et leur éclat auraient été dispersés dans tout le ciel, sans se limiter à une colonne. Alors que, si sa forme était elliptique, de telle sorte que nous serions soit au-dessous ou au-dessus de l'avion, le ciel aurait été divisé de manière à ce qu'un côté soit plus lumineux que l'autre.

Vitesses de rotation

Les points rouges représentent les étoiles du nouveau-né. On peut observer comment ils sont ordonnés en spirales. (Crédit photo: NASA.gov)

Lorsque les astronomes ont localisé ces points, ils ont constaté que les étoiles sont concentrées dans des branches en spirale qui dépassent d'une luminosité aveuglante au centre. Nous appelons ces spirales les «bras» d'une galaxie spirale. 75 années supplémentaires de recherche impliquant des télescopes radio, infrarouges et même à rayons X ont vérifié leur existence et ont montré que les nuages ​​en spirale s'étendent sur 100 000 années-lumière (diamètre du disque) et ont une épaisseur de 1 000 années-lumière (épaisseur du disque). Sur ce disque somptueux, notre maigre système solaire se trouve à l’intérieur d’un bras situé à environ 25 000 années-lumière du centre.

Ce que Jacobus a commencé sera terminé par le satellite Gaia. Nos cartes brutes peuvent bientôt être froissées et jetées dans une corbeille abandonnée, car le satellite est sur le point de construire la carte la plus grande et la plus précise des étoiles de notre galaxie. Il aspire à cartographier le milliard approximatif d'étoiles, la poussière planétaire et chaque entité céleste en détail, ce qui reste à accomplir.

Après la découverte des bras de la galaxie, il y avait un débat de longue date sur la question de savoir si la spirale en comportait quatre ou deux. Cela a été réglé par WISE de la NASA lorsqu'il a confirmé l'existence de quatre bras, nommés Norma et Cygnus, Sagittaire, Scutum-Crux et Perseus. De plus, la galaxie n'est pas simplement une spirale, mais une spirale barrée - les spirales ne proviennent pas d'un point circulaire, comme les pétales d'un lis, mais plutôt des deux côtés plus courts d'une barre rectangulaire reposant au centre de La galaxie.

La galaxie de la Voie lactée est une spirale barrée à quatre bras. (Crédit photo: NASA / JPL-Caltech / ESO / R. Hurt / Wikimedia Commons)

Le test de canard

La galaxie de la voie lactée et la galaxie Messier 81 sont deux galaxies spirales. Crédit: Crédit: NASA.gov)

Cependant, pour ceux qui ne sont pas encore convaincus, une autre méthode - et la plus lucrative - consiste à propulser un satellite à la vitesse de la lumière en dehors de la galaxie. Le satellite pourrait cliquer sur une belle image de la galaxie de la Voie Lactée flânant dans l'obscurité pour convaincre les sceptiques de son visage en spirale.

Malheureusement, non seulement il faudrait 10 000 ans au satellite pour sortir de la galaxie, mais, une fois l'image cliquée, il faudrait également 10 000 années supplémentaires pour nous atteindre. Donc, si vous pensiez que le retard pris dans les restaurants vous indignait, votre patience sera mise à rude épreuve.