Une partie de l’image de l’espace dans le champ ultra-profond de Hubble. On ne voit que des galaxies.
Plus récemment, dans les années 1920, le célèbre astronome Edwin Hubble a pu prouver que notre Voie lactée n’est pas la seule galaxie existante. Aujourd’hui, nous sommes habitués au fait que le cosmos est rempli de milliers et de millions d’autres galaxies, à l’arrière-plan desquelles la nôtre semble minuscule. Mais combien de galaxies de l’Univers sont-elles exactement proches de nous ? Aujourd’hui, nous allons trouver la réponse à cette question.
De un à l’infini
Cela semble incroyable, mais nos arrière-grands-pères, même les plus scientifiques, considéraient notre Voie lactée comme une métagalaxie — un objet couvrant l’ensemble de l’univers observable. Leur illusion s’expliquait logiquement par l’imperfection des télescopes de l’époque : même les meilleurs d’entre eux voyaient les galaxies comme des taches floues, que l’on appelait universellement des nébuleuses. On pensait que des étoiles et des planètes s’étaient formées à partir de ces nébuleuses au fil du temps, à l’instar de notre système solaire. Cette hypothèse a été confirmée par la découverte de la première nébuleuse planétaire en 1796, qui avait une étoile en son centre. Les scientifiques ont alors pensé que tous les autres objets nébuleux dans le ciel étaient des nuages de poussière et de gaz dans lesquels les étoiles n’avaient pas encore eu le temps de se former.
Premiers pas
Naturellement, les progrès ne se sont pas arrêtés là. Dès 1845, William Parsons construit un télescope géant pour l’époque, le «Léviathan», dont la taille avoisine les deux mètres. Désireux de prouver que les «nébuleuses» sont en fait constituées d’étoiles, il rapproche sérieusement l’astronomie du concept moderne de galaxie. Il a pu observer pour la première fois la forme spirale des galaxies individuelles, ainsi que les variations de luminosité correspondant à des amas d’étoiles particulièrement grands et brillants.
Même sur les images des puissants télescopes spatiaux, les galaxies sont souvent floues
Cependant, la controverse s’est prolongée jusqu’au 20e siècle. Même s’il était déjà admis dans la société scientifique progressiste qu’il existait de nombreuses autres galaxies que la Voie lactée, l’astronomie académique officielle avait besoin de preuves irréfutables. Les télescopes du monde entier se sont donc tournés vers la grande galaxie la plus proche de nous, auparavant également prise pour une nébuleuse : la galaxie d’Andromède.
En 1888, Isaac Roberts a pris la première photographie d’Andromède et, entre 1900 et 1910, d’autres images ont été obtenues. Elles montrent à la fois le noyau galactique brillant et même des amas d’étoiles individuels. Mais la faible résolution des images est source d’erreurs. Ce qui était pris pour des amas d’étoiles pouvait être des nébuleuses, ou simplement plusieurs étoiles, «collées» en une seule pendant le temps d’exposition de l’image. Mais la solution finale à la question n’était pas loin.
La première photographie de la galaxie d’Andromède, en 1888.
Une image moderne
En 1924, à l’aide du télescope record du début du siècle, Edwin Hubble est parvenu à estimer plus ou moins précisément la distance de la galaxie d’Andromède. Elle s’est avérée si énorme qu’elle excluait complètement l’appartenance de l’objet à la Voie lactée (alors que l’estimation de Hubble était trois fois inférieure à l’estimation moderne). Un autre astronome a trouvé dans la «nébuleuse» un grand nombre d’étoiles, ce qui a clairement confirmé la nature galactique d’Andromède. En 1925, malgré les critiques de ses collègues, Hubble présente les résultats de ses travaux lors d’une conférence de la communauté astronomique américaine.
Cette présentation marque le début d’une nouvelle période dans l’histoire de l’astronomie : les scientifiques «redécouvrent» les nébuleuses, leur donnant le titre de galaxies, et en découvrent de nouvelles. Ils ont été aidés en cela par les travaux de Hubble, par exemple la découverte du décalage vers le rouge. Le nombre de galaxies connues a augmenté avec la construction de nouveaux télescopes et le lancement de nouveaux télescopes — par exemple, le début de l’utilisation généralisée des radiotélescopes après la Seconde Guerre mondiale.
Cependant, jusqu’aux années 1990, l’humanité ignorait le nombre réel de galaxies qui nous entourent. L’atmosphère terrestre empêche même les plus grands télescopes d’obtenir une image précise : les coquilles de gaz déforment l’image et absorbent la lumière des étoiles, nous fermant ainsi les horizons de l’Univers. Mais les scientifiques ont réussi à contourner ces limitations en lançant le télescope spatial Hubble, nommé en l’honneur de l’astronome que vous connaissez déjà.
Le télescope Hubble en orbite terrestre
Grâce à ce télescope, on a vu pour la première fois les disques brillants des galaxies qui semblaient auparavant de petites nébuleuses. Et là où le ciel semblait vide, on en a découvert des milliards de nouvelles — et ce n’est pas exagéré. Mais d’autres recherches ont montré que même les milliers de milliards d’étoiles visibles par Hubble ne représentent qu’un dixième de leur nombre réel.
Le décompte final
Et pourtant, combien de galaxies existe-t-il exactement dans l’Univers ? Je vous préviens que nous allons devoir compter ensemble : ce genre de question n’intéresse généralement pas les astronomes, car elle est dépourvue de valeur scientifique. Certes, ils cataloguent et suivent les galaxies, mais uniquement à des fins plus globales, comme l’étude de la structure à grande échelle de l’Univers.
Cependant, personne n’entreprend de trouver un nombre exact. Tout d’abord, notre monde est infini, ce qui rend la tenue d’une liste complète des galaxies problématique et peu pratique. Deuxièmement, un astronome n’aura pas assez de temps pour compter les galaxies qui se trouvent dans l’univers visible. Même s’il vit 80 ans, compte les galaxies depuis leur naissance et ne consacre pas plus d’une seconde à la détection et à l’enregistrement de chaque galaxie, l’astronome ne trouvera que plus de 2 milliards d’objets, soit beaucoup moins qu’il n’y a de galaxies dans la réalité.
Échelle comparative de l’image de l’Ultra Deep Field
Pour déterminer un chiffre approximatif, prenons quelques études de haute précision du cosmos — par exemple, le champ ultra-profond du télescope Hubble en 2004. Dans une zone égale à 1/13000000 du ciel entier, le télescope a réussi à détecter 10 000 galaxies. Étant donné que d’autres études approfondies de l’époque ont montré un schéma similaire, nous pouvons faire la moyenne du résultat. Par conséquent, dans la limite de la sensibilité de Hubble, nous voyons 130 milliards de galaxies dans l’ensemble de l’Univers.
Mais ce n’est pas tout. Après le champ ultra-profond, de nombreuses autres images ont été prises qui ont permis d’ajouter de nouveaux détails. Et pas seulement dans le spectre visible de la lumière avec lequel Hubble fonctionne, mais aussi dans l’infrarouge et les rayons X. En 2014, nous avons recensé 7 billions 375 milliards de galaxies dans un rayon de 14 milliards d’années-lumière.
Mais il s’agit là encore d’une estimation minimale. Les astronomes estiment que les amas de poussière dans l’espace intergalactique représentent 90 % des objets observés : 7 000 milliards se transforment facilement en 73 000 milliards. Mais ce chiffre ira encore plus loin vers l’infini lorsque le télescope James Webb sera en orbite autour du Soleil. Cette machine atteindra en quelques minutes ce que Hubble a parcouru pendant des jours et pénétrera encore plus loin dans les profondeurs de l’univers.
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Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023