Notes sur les galaxies en astronomie: l'histoire des nébuleuses , Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez10 January 2014

Notes sur les galaxies en astronomie: l'histoire des nébuleuses , Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur les galaxies en astronomie: l'histoire des nébuleuses. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Shapley contre Curtis, Edwin Hubble.
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Grâce aux progrès constants dans les moyens d'observation du ciel, les astronomes du XVIIIe

siècle se rendirent compte qu'il existait de nombreux objets diffus, de nature non stellaire,

qu'ils baptisèrent du nom de nébuleuses. A cette époque, l'astronome français Charles Messier

établit une liste d'une centaine de ces objets. Il leur donna des noms bien connus, comme par

exemple M31 pour la galaxie d'Andromède. Au XIXe siècle, William Herschel et son fils

établirent une liste de plus de 5000 objets qui devint plus tard le fameux Nouveau Catalogue

Général, dans lequel la même galaxie d'Andromède se nomme NGC 224.

Nous savons de nos jours que ces nébuleuses ne sont pas toutes des objets de même nature,

mais peuvent être classées en différents groupes. On trouve ainsi de simples amas d'étoiles ou

bien des nuages de gaz, mais aussi des objets extérieurs à la Galaxie. Ce sont ces derniers qui

posèrent le plus de difficultés aux astronomes et qui nous intéressent ici. Le philosophe

allemand Emmanuel Kant, qui fut l'un des premiers à réaliser la véritable nature de la Voie

Lactée, avança en 1755 que ces nébuleuses étranges étaient d'énormes regroupements

d'étoiles, de nature semblable à la Galaxie et situés bien au-delà des limites de celle-ci. Il les

appela des univers-îles. Plus tard, en 1845, Lord Rosse commença l'étude de ces nébuleuses à

l'aide d'un télescope de 1,60 mètres qui venait juste d'être achevé. Il fut alors en mesure

d'observer dans certaines d'entre elles une structure spirale très nette et en déduisit que ces

objets étaient des systèmes d'étoiles à part entière, distincts de la Voie Lactée.

Shapley contre Curtis

Au début du XXe siècle, la communauté astronomique était divisée en deux camps, pour ou

contre l'hypothèse des univers-îles. En 1920 eut lieu un célèbre débat à Washington, où

s'affrontèrent les champions des deux camps. D'un côté, on trouvait Harlow Shapley qui

avançait que la Galaxie était énorme, d'un diamètre de 100 000 parsecs, ce qui l'incitait à

penser que les nébuleuses spirales étaient des objets gazeux contenus dans notre Galaxie

même. En effet, les mesures de distance de l'époque indiquaient que les Nuages de Magellan se

trouvaient aux limites de la Galaxie et en faisaient donc encore partie. Nous savons aujourd'hui

que leur distance est en fait le double du diamètre de la Galaxie, mais, étant donné les

incertitudes des mesures de l'époque, le doute était permis.

Dans l'autre camp, le chef de file était Heber Curtis, qui ne croyait pas à la description de la

Voie Lactée par Harlow Shapley et remettait en cause la méthode des céphéides. Il pensait que

la Galaxie était relativement petite, d'environ 10 000 parsecs de diamètre et que les nébuleuses

étaient d'autres galaxies situées loin de la nôtre. Il s'appuyait en particulier sur des observations

de ce qui semblait être des supernovae dans ces galaxies. Ces observations montraient que les

nébuleuses étaient effectivement formées d'étoiles, mais aussi qu'elles étaient très lointaines

étant donné la faible luminosité apparente des explosions. Mais le débat de 1920 ne régla rien,

aucun des participants n'étant en mesure d'apporter un argument vraiment déterminant.

Edwin Hubble

En 1917 fut inauguré le télescope de 2,50 mètres du mont Wilson en Californie. Avec cet

instrument, Edwin Hubble se mit à étudier la nébuleuse d'Andromède et en particulier ses

parties externes. Il se rendit alors compte que ses plaques photographiques faisaient apparaître

des myriades d'étoiles très faibles là où ses prédécesseurs n'avaient vu que des taches diffuses.

La nébuleuse était enfin résolue en ses constituants et révélait sa vraie nature. Hubble examina

un grand nombre de plaques et constata que quelques dizaines de céphéides y étaient visibles,

ce qui lui donnait la possibilité d'utiliser la méthode d'Harlow Shapley. Il mesura ainsi les

périodes et les luminosités apparentes des céphéides, calcula les luminosités intrinsèques grâce

aux périodes, puis, utilisant les luminosités apparentes, il détermina la distance à ces étoiles. Il

calcula ainsi en 1923 que la galaxie d'Andromède se situait à environ 300 000 parsecs de nous,

clairement au-delà des limites de la Galaxie. Nous savons aujourd'hui, que la valeur réelle est

de 700 000 parsecs, la différence étant due au fait qu'il existe deux types de céphéides dont les

propriétés sont légèrement différentes. Le résultat de Hubble était néanmoins correct

qualitativement. Il prouvait que les nébuleuses étaient bien des ensembles d'étoiles à part,

d'autres galaxies semblables à la Voie Lactée. Une fois de plus, l'univers nous déniait toute

place centrale et nous nous retrouvions sur l'une des planètes d'une étoile anonyme dans un

endroit quelconque d'une galaxie comme les autres.

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