Notre galaxie

En général les étoiles dans l’univers ne sont pas isolées, mais plutôt regroupées au sein de vastes ensembles d’étoiles appelés « Galaxie ». L’ensemble de la matière constituant une galaxie est liée entre-elle par les forces gravitationnelles, et est en orbite autour d’un centre appelé « centre galactique » qui serait constitué dans la majorité des cas d’un « trou noir ».

Selon leurs formes, les galaxies sont de 3 types : spirale, elliptique, irrégulière. Notre galaxie est de type « spirale barrée » et est appelée « la Galaxie » ou encore « Voie Lactée ». Étant donné que notre système solaire est situé à l’intérieur de la Galaxie, il est assez difficile d’en avoir un aperçu exact de la forme, mais on en a quand même une bonne idée. La photo en haut à droite est une vue d’artiste qui donne une idée de ce à quoi ressemble notre galaxie. La petite flèche dénotée « Sun » donne une idée où se situe notre système solaire en rapport à notre galaxie.

Notre galaxie à un diamètre d’environ 100,000 année-lumière (AL) et contient au-delà de 200 milliards d’étoiles. Notre système solaire réside dans l’un des bras spiraux et est situé à environ 25,000AL du centre galactique.

Un fait important à noter est que la position de notre système solaire dans notre galaxie est dans un endroit de choix de notre galaxie car il est situé en dehors des zones riches en étoiles autour du centre galactique. Cette position le met à l’abri des perturbations gravitationnelles des étoiles proches qui déstabiliseraient les objets transnuptuniens qui pourraient provoquer le venue de plusieurs comètes vers notre système solaire interne, augmentant du même coup la probabilité de collision avec notre Terre aux conséquences catastrophiques.

Notre système solaire

De façon sommaire notre système solaire est constitué du soleil, de 4 planètes telluriques d’une ceinture d’astéroïdes, de 4 planètes géantes gazeuses et des objets transneptuniens, c’est à dire des objets dont l’orbite est au-delà de celle de Neptune. De façon générale, l’espace au-delà de Neptune est subdivisée en 2 zones : la ceinture de Kuiper (ceinture d’astéroïdes) et du nuage d’Oort . Pluton est le premier astéroïde à avoir été découvert en 1930 au-delà de Neptune appartenant à le ceinture de Kuiper. Récemment de plus en plus d’objets transneptuniens ont été découverts. D’ailleurs Iris fut un cas particulier, car elle est plus grande et massive que Pluton. Face à ce fait l’Union Astronomique International a du redéfinir en 2006 la notion de planète. Suite à cette modification Pluton a perdu son statut de planète est devenue une planète naine classé comme un objet mineur du système solaire.

Les planètes telluriques (Mercure, Vénus, Terre, Mars) sont des planètes solides internes du système solaire, c’est-à-dire situées entre le soleil et la ceinture d’astéroïdes. De façon générale les planètes telluriques sont constituées de 3 sphères emboîtées : le noyau, le manteau et la croûte. Pour expliquer cette architecture il faut remonter à la formation des planètes telluriques lorsque celles-ci n’étaient qu’une boule de lave en fusion. Les matériaux les plus lourds tel que le fer et le nickel ont convergé vers le centre pour former le noyau. D’autres éléments de plus faible densité se sont retrouvés à envelopper le noyau pour former le manteau. La surface s’est refroidi pour former la croûte. Les éléments ayant la plus faible densité (eau et gaz) ont été expulsés de la surface. Heureusement dans le cas de la terre sa gravité était suffisante pour retenir les gaz et constituer ainsi une atmosphère.
Pour leurs parts, les planètes gazeuses (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune) sont les plus grandes des planètes et sont entourées d’un anneau planétaire conçus de poussières et d’autres particules, Saturne ayant les plus spectaculaires. La présence de ces 4 géantes gazeuses a été bénéfique à la présence de vie sur Terre, car ces planètes agissent par leur grande force de gravité comme un écran très efficace contre les objets stellaires.

Notre planète: la Terre

La terre fait parti de notre système solaire qui s’est formé il y a environ 4,6 milliards d’années à partir de l’effondrement d’un nuage de gaz et de poussières au coeur d’une nébuleuse.

À mesure que la matière se condensait, le mouvement angulaire de la nébuleuse fit tourner les poussières et les gaz créant sous l’effet de la force centrifuge des disques appelés « proto-planétaires ». Ces disques étaient en rotation autour de la pro-étoile (étoile en formation).
Ces disques de matières se sont peu à peu agrégés pour former au bout de plusieurs millions d’années les planètes de notre système solaire dont fait parti notre Terre.

La formation de notre planète s’est faite grosso modo en 4 étapes. Dans un premier temps les poussières du disque proto-planétaire se sont agrégées via des mécanisme d’adhérence pour former des grains, et ce pendant des milliers d’années. À mesure que les grains ont grossi, la force de gravité devint non négligeable et les grains les plus imposants se sont mis à attirer les autres plus petits ce qui a donné naissance à des proto-planètes, qui pour leur part ont nettoyé l’orbite en traçant des sillons dans le nuage de poussière pendant quelques millions d'années. Dans un troisième temps ces proto-planètes devenues maintenant imposantes, se sont mis à entrer en collision entre elles pour ainsi se fusionner. Finalement au bout de quelques dizaines de millions d’années, faute de matière, la terre s'est stabilisée et a obtenu ainsi sa forme définitive. Par le fait même son orbite s'est également stabilisé dans la zone habitable de notre soleil, une chance pour nous.

Lors de la formation définitive de la terre, celle-ci était initialement en fusion. Sa couche externe commença à se refroidir pour devenir solide seulement lorsque l’eau commença à s’accumuler dans l’atmosphère et par la suite se mettre à précipiter, refroidissant du même coup la couche externe de notre palnète. La première molécule ayant la possibilité de se reproduire serait apparue sur terre voilà 4 milliards d’années : c’était le début de la vie. D’où venait-elle ? Comment cela a été possible ? Voilà bien des questions qu’ils nous restent à répondre…. ! Mais cette nouvelle planète qui venait tout juste de se former avait toutes les caractéristiques pour abriter la vie....!

Par contre malheureusement notre belle planète bleue ne sera pas éternelle. Si elle n’est pas détruite par un astéroïde ou lorsque la Galaxie Andromède percutera notre propre galaxie d’ici 2 milliards d’années, elle sera fort malmenée lorsque notre soleil aura épuisé son carburant et commencera à se transformer en géante rouge. La photo en bas de page donne une idée de la position précaire où se trouvera notre planète la Terre lorsque notre Soleil aura terminé sa transformation en géante rouge. Plusieurs hypothèses sont actuellement en cours à savoir si la Terre sera également happée par le soleil , au même titre que Mercure et Vénus le seront, où qu’elle aura la chance de reculer sous l’effet de la pression que le soleil exercera sur elle, et ainsi s’en sauver. De toute façon la vie sur terre aura disparu depuis belle lurette, car la terre sera depuis longtemps un gigantesque lac de lave. Ainsi le destin de notre Terre est irrémédiablement lié à celui de notre Soleil. Sachant que notre soleil se situe actuellement à mi-vie, entre-temps il nous reste donc environ 4 milliards d’années pour trouver un autre havre d’accueil.

Photo qui montre la position précaire où se retrouvera la Terre lorsque notre soleil sera devenu une Géante rouge.

Photo du jour de la Nasa

Je vous invite à contempler la photo du jour de la Nasa

Cela vaut le coup d'oeil . Vous aurez une meilleure résolution en allant sur le site par l'hyperlien, en plus d'avoir une description.

Point de départ : Notre Soleil

Notre soleil est une étoile qui s’est formée voilà environ 4.6 Milliards d’années par la contraction d’un nuage de gaz et de poussières interstellaires en un centre à l’aide de la force de gravitation. L’échauffement provoqué par cette contraction en un point a atteint alors une valeur critique permettant la fusion de l’hydrogène en hélium. Le cœur de notre soleil venait de s’allumer fournissant ainsi l’énergie nécessaire permettant d’arrêter l’effondrement, on parle alors d’équilibre hydraustatique . Notre soleil passera ainsi la majeur partie de sa vie dans cette phase d’équilibre en fusionnant l’hydrogène en hélium, pour finalement mourir lorsque lorsqu’il aura épuisé son carburant. Lors de la formation de l’étoile la matière en périphérie se retrouve sous forme de disque en orbite autour de l’étoile, et avec le temps ces disques sous la force de la gravité encore une fois peuvent créer des planètes, ce qui a été le cas de la Terre.

Notre soleil est une étoile somme toute normale, en effet il existe dans notre galaxie seulement au-delà de 100 millions d’étoile semblables à notre Soleil. Il est composé de 74% d’hydrogène et de 25% d’hélium. Durant les 5 Milliards d’années à venir, notre soleil épuisera petit à petit son carburant qu’est l’hydrogène. La pénurie de son carburant provoquera la rupture de son équilibre hydraustatique vers l’âge vénérable de 10 Milliards d’année. À ce moment le soleil commencera à se dilater pour devenir une géante rouge, son diamètre sera alors cent fois supérieur à son diamètre actuel et dépassera l’orbite de Vénus avalant Mercure sur le passage. À ce moment la destinée de la Terre est incertaine, si elle y réchappe est certain que sa surface ne sera qu’un océan de lave.
Pour terminer lorsque le cœur aura atteint une température critique, le noyau s’effondra sur lui-même pour finalement formé une Naine blanche qui pendant plusieurs Milliards d’années se refroidira avant de s’éteindre définitivement.
Voilà ce qui attend notre Soleil, fin caractéristique des étoiles de masse moyennne.

Le commencement: Partie 2

Pour élaborer un modèle relativement fiable de l’histoire de l’univers en partant de son début, l’on doit avoir recours à la théorie de la relativité générale entre autre pour expliquer le concept d’expansion de l’univers, et ainsi qu’aux nombreuses observations astronomiques qui donnent des pistes de solution.
Le modèle de genèse de l’univers le plus probant serait, selon le dire des cosmologues, le « Big Bang ». En effet étant donné que l’univers est en expansion , il est tout à fait justifié de penser qu’à une époque l’univers s’est retrouvé dans un état condensé et par conséquent extrêmement dense et chaud. Le « Big Bang » désigne cette période qu’aurait connu l’univers il y aurait environ 13,7 milliards d’années. Il est cependant à noter que le « Big Bang » est décrit comme étant une période et non un instant initial ou une naissance ponctuelle issue d’une explosion comme le laisse présumer le terme proprement dit. D’ailleurs le terme « Big Bang » a été donné la première fois par le physicien Fred Hoyle lors d’une émission de radio à la fin des années 40 en voulant se moquer de cette théorie, alors qu’il proposait plutôt à cette époque la théorie de l’état stationnaire. Cette théorie avancée par Hoyle fût abandonnée par la suite, car elle ne parvenait pas à expliquer les nouvelles observations faites en rapport à l’univers.

Par conséquent pour connaître l’état de l’univers à son début, on contracte celle-ci en partant d’aujourd’hui en allant à rebours. Ceci a comme conséquence de provoquer une augmentation de sa densité et par le fait même de sa température. Ainsi en remontant l’histoire de l’univers de cette façon on arrive à un moment où la température est tellement élevée que l’univers devait baigner dans un rayonnement intense. D’ailleurs la preuve de cet état a été faite par la découverte du fond diffus cosmique en 1965, un vestige de cet état initial. Cette découverte fût une preuve historique de l’existence de cette période de l’univers appelée « Big Bang ».
Lorsque l’on arrive à cet état de l’univers marqué par la « Barrière de Planck » on ne sait pu ce qui se passe antérieurement à cette limite, c’est la barrière de nos connaissances. Par contre si l’on continue le raisonnement on s’attend à un point de singularité ou moment initial. Mais avec l’état actuel de nos connaissances rien ne nous permet d’appuyer cette hypothèse.

Lorsque l’univers a débuter son expansion, il a par le fait même commencé à se refroidir et toute la matière principalement sous forme d'hydrogène, qui servira par la suite à la formation des éléments chimiques connus de l’hélium à l’uranium, se serait formé très tôt suite à ce début d’expansion. Aussi les structures astrophysiques (Galaxie, Quasar, etc) que nous observons se seraient également formées suite à l’époque du « Big Bang » par le processus de l’instabilité gravitationnelle. Moins d’un milliard d’années après le « Big Bang » les étoiles et les galaxies existaient déjà en grand nombre.De nos jours la densité de l’univers est très faible et par conséquent l’univers est très froid. Ceci a comme conséquence que la distance séparant les étoiles est énorme, pensons seulement à notre étoile voisine la plus proche que nous connaissons bien, Proxima du Centaure, qui se trouve à 4.22 AL de notre soleil.

Le commencement: Partie 1

Notre conception de l’univers a bien changé depuis l’antiquité où les philosophes grecques Platon , Aristote et Cie plaçaient la terre immobile au centre de l’univers autour de laquelle gravitaient les planètes entourées de la voûte céleste. Sous la protection religieuse, ces modèles ont quand même duré au-delà de 2000 ans . Il a fallu attendre l’œuvre majeure de Newton ‘Philosophiae naturalis principia mathematica’ en 1687 pour voir apparaître la théorie de l’attraction universelle ou gravitation . Même si cette théorie a été balayée par la suite par la théorie de la relativité générale d’Einstein, elle a cependant contribué à établir un modèle plus réaliste de notre univers.

Ainsi juste avant le début du 19ième siècle, le modèle de l’univers se résumait proprement dit à notre système solaire et les théories cosmologiques se résumaient à en décrire l’origine. Il faudra attendre la première moitié du 19ième siècle pour voir Friedrich Bessel mesurer la distance des étoiles les plus proches de notre soleil. Jusqu'en 1833 au-delà de 50,000 étoiles auront été répertoriées selon la méthode de calcul de Bessel. L’autre moitié du siècle servira à faire la répartition spatiale de ces étoiles au sein de notre galaxie.

Ce n’est qu’au début du 20ième siècle , en 1920 qu’Edwin Hubble découvre la nature extragalactique de ce qui était appelé à l’époque ‘Nébuleuse’ et qui sont en fait d’autres galaxies. Il fit peu après une découverte surprenante en remarquant que les galaxies de l’univers s’éloignent les unes des autres et d’autant plus vite que d’autant plus qu’elles sont éloignées. Il venait ainsi de faire la découverte que notre univers est en expansion.

Nous savons aujourd’hui que notre univers est emplie de galaxies à perte de vue. Juste pour donner une idée : la taille de l’univers observable est estimé à environ 43 Milliards d’années lumière et contiendrait au-delà de 30,000 Milliards de Milliards d’étoiles réparties dans au-delà de 350 Milliards de galaxies.

Mais comment cela a-t-il bien pu commencer? La suite à venir…….!