Mais où se cache notre galaxie?

Vue de côté, notre galaxie a la forme... (Image ESO)

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Vue de côté, notre galaxie a la forme d'une galette avec un léger bourrelet au centre. Cependant, comme le montre cet assemblage de photos prises par deux télescopes de l'Observatoire européen austral (ESO) au Chili, la «galette» contient d'énormes quantités de matière (poussières, gaz et étoiles) qui voilent une bonne partie de la lumière de la Voie lactée.

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(Québec) «À moins que je ne me trompe, certaines étoiles visibles à l'oeil nu sont en fait des galaxies. Mais si c'est bien le cas, alors pourquoi ne voyons-nous pas plus clairement le centre de notre galaxie, qui est toujours représenté sur des images comme un gros noyau très lumineux?» demande Philippe Lessard, de Québec.

En fait, la très grande majorité des objets que l'on peut voir à l'oeil nu, dans le ciel nocturne, sont des étoiles, mais il y a effectivement quelques galaxies dans le lot. Oh, très peu, remarquez bien : on en compte à peine de six à huit, et encore la moitié d'entre elles ne sont visibles que par des nuits très claires, en altitude et seulement pour un oeil exercé. Mais il y en a tout de même, et cela rend la question de notre lecteur particulièrement intrigante : pourquoi, en effet, ne peut-on pas voir (ou presque pas) le centre de notre propre galaxie, qui est pourtant bien plus «proche» de nous (autour de 25 000 années-lumière) que les quelques galaxies visibles sans télescope - Andromède, par exemple, est100 fois plus loin, à environ 2,5 millions d'années-lumière?

À une latitude comme celle de Québec, la première raison est simplement que nous sommes trop au nord, explique l'astronome de l'Université Laval Gilles Joncas. Nous ne pouvons voir qu'une partie de la Voie lactée, dont le coeur reste toujours caché sous l'horizon, au sud.

Mais ce n'est pas seulement une question de nordicité. De manière générale, explique M. Joncas, «la présence d'immense nuage de gaz et de poussières bloque la lumière».

Beaucoup de lumière, comme le montre la photo ci-dessus. (Et encore, la luminosité de la Voie lactée en lumière visible sur cette image est amplifiée par le fait que la photo a été prise avec une longue durée d'exposition, «ramassant» de ce fait beaucoup plus de lumière que l'oeil humain ne peut le faire.)

Heureusement pour les astronomes, ces gaz et poussières ne bloquent pas toutes les formes de lumière également, laissant notamment passer une grande partie de l'infrarouge. Nous manquons malheureusement d'espace pour montrer à quel point la Voie lactée est plus brillante dans l'infrarouge, mais ceux qui le veulent peuvent s'en faire une idée en comparant l'image ci-dessus avec celle que l'on voit sur ce site Web : goo.gl/pMz2zv.

Maintenant, si notre galaxie est faite en forme de galette, alors pourquoi voyons-nous des étoiles dans toutes les directions? Essentiellement parce que la «galette» fait autour de 2000 années-lumière d'épaisseur, ce qui donne amplement d'espace pour mettre beaucoup d'étoiles partout autour du système solaire. Notre galaxie a une forme de spirale à quatre bras. Le «nôtre» s'appelle le Bras d'Orion, et les étoiles que nous voyons la nuit se trouvent, pour la plupart, dans le même secteur de ce bras que le système solaire.

***

«Est-ce que la carte du ciel est la même en Australie qu'en Amérique du Nord? Si oui comment sefait-il?» demande Léo Albert, de Granby.

Non, la carte du ciel n'est pas la même d'un hémisphère à l'autre. La Terre étant (à toutes fins utiles) sphérique, on ne regarde pas dans la même direction de l'espace selon la latitude où l'on se trouve.

Ainsi, comme nous venons de le voir, le centre de la Voie lactée n'est pas visible du sud du Québec - il ne le devient vraiment qu'à partir du sud des États-Unis, grosso modo. De même, des trois galaxies identifiées sur notre image, notons que les deux «nuages de Magellan» ne peuvent être observés que dans l'hémisphère Sud.

***

«Je me suis heurté à une amie qui maintient qu'un satellite ne peut tomber à cause des influences qu'il subit là-haut. Moi, je dis que le satellite doit encore compter avec la gravité (très menue) et qu'il y a de la friction (infinitésimale) à compenser. Qui dit vrai?» demande John Hogan, de Québec.

En fait, la gravité terrestre est encore bien présente là-haut, bien qu'elle varie pas mal selon l'altitude des orbites sur lesquels ont place les satellites. La gravité diminue avec le carré de la distance (donc si la distance double, l'attraction est divisée en 22 = 4, si la distance triple, la force diminue par un facteur 32 = 9, etc.), et cette distance se mesure à partir du centre de la Terre, à environ 6000 kilomètres de la surface.

Ainsi, même les satellites les plus éloignés, à environ 36 000 kilomètres du sol, subissent la gravité de notre planète, bien qu'à une telle hauteur elle soit 62 = 36 fois moindre qu'au sol. Mais la plupart des satellites sont lancés sur des orbites basses de moins de 2000 kilomètres, et souvent de seulement quelques centaines de kilomètres. À environ 400 kilomètres d'altitude, où se trouve la Station spatiale internationale, la gravité terrestre ne perd qu'environ 14 % de son intensité.

Place un objet en orbite, ce n'est pas l'envoyer assez loin pour que la Terre ne l'attire plus - auquel cas, il ne resterait pas en orbite, mais se perdrait dans l'espace!

Figurez-vous un canon qui lancerait des boulets toujours de plus en plus vite. Au début, la trajectoire des boulets courberait vers le sol et les ferait s'écraser. Mais petit à petit (en ignorant la résistance de l'air et le relief, bien sûr), la courbure de sa trajectoire serait de moins en moins prononcée. Et il viendrait un moment où la vitesse du boulet serait telle que cette courbure épouserait la forme de la Terre.

Une orbite, c'est ça : une sorte de chute perpétuelle. Si les astronautes flottent dans la SSI, c'est qu'ils «tombent» en même temps qu'elle.

Eh oui, il y a bien un restant d'atmosphère qui, bien que très ténu, freine les satellites jusqu'à quelques centaines de kilomètres d'altitude. Ceux qui perdent trop de vitesse retombent et se désagrègent dans l'air. C'est précisément pour l'éviter que la SSI est dotée de propulseurs pour réaccélérer périodiquement.

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