Les amas de galaxies

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Nous verrons qu'au fur et à mesure de leur évolution, les galaxies ont tendance à fusionner et à grossir. Ceci signifie-t-il qu'au moment présent, on observe des galaxies isolées au milieu du ciel ?

Comme nous l'avons dit précédemment, les galaxies sont nées au sein de gigantesques nuages de matière. Il en résulte qu'elles ont tendance à se retrouver par groupes au sein de "colonies" que l'on nomme amas, de la même manière que les étoiles naissent rarement seules.

amas de Coma

Une vue de l'amas de Coma, situé à 100 Mpc,
et constitué de plus de 1000 galaxies brillantes.

Source KPNO.

Au centre d'un tel amas, on trouve en général une ou plusieurs galaxies elliptiques géantes, résultat de collisions fréquentes.
Plus on s'éloigne du centre, plus on trouve des galaxies de forme spirale.
Entre les galaxies d'un amas, se trouve un nuage de gaz chaud invisible, mais qu'on détecte dans le domaine des rayons X.

Au sein d'un amas, les galaxies se déplacent en étant attirées les unes les autres par la gravitation.

Amas Abell 1060 dans l'Hydre
étendue de la vue : 1Mpc

vu dans le domaine optique

vu dans les rayons X
Abell 1060 dans le visible Abell 1060 en X

 


Au plus près de nous, notre galaxie, la Voie Lactée, appartient au groupe local, de forme ellipsoïdal, d'environ 7 millions d'années-lumière dans sa plus grande largeur. Il comprend une trentaine de galaxies, dont les deux principales sont la Voie Lactée et la galaxie d'Andromède (M31), et fait partie du superamas local.

superamas local
La disposition des amas proches au sein du superamas local.

Au centre de celui-ci, on remarque l'amas de la Vierge. Distant d'une vingtaine de Mégaparsecs, il semble attirer le groupe local par sa masse gigantesque. Au centre de l'amas de la Vierge, se trouvent en effet M84, M86 et M87, trois galaxies elliptiques géantes 20 fois plus larges chacune que notre propre galaxie.

amas de la Vierge
Une vue partielle de l'amas de la Vierge, sur la quelle on distingue les galaxies elliptiques géantes du centre de l'amas.

Source KPNO

 


Les amas de galaxies sont eux-mêmes regroupés en superamas à l'intérieur desquels ils s'attirent mutuellement par la gravitation.

Un superamas s'étend en une sorte de filament de 300 à 900 millions d'années-lumière de long, sur 100 à 150 de large et de 15 à 30 d'épaisseur.
Ces filaments sont séparés entre eux par des poches de vide, où on ne trouve pratiquement pas de galaxie, d'environ 150 millions d'années-lumière.

l'univers jusqu'à 1 milliard d'al

L'univers jusqu'à 1 milliard d'années lumière.
La structure en filaments des superamas et les vides se distinguent nettement.
Source : Richard Powell

 

distribution des galaxies
Répartition des galaxies jusqu'à une distance de 400 millions d'années-lumière (vue en 3 dimensions).

Sur la tranche d'en haut, on peut distinguer le Grand Mur (surligné en rouge), qui barre l'espace à mi-hauteur.

 


Cette structure filamentaire semble être la trame fondamentale de l'univers. Des simulations informatiques ont montré que des particules interagissant entre elles par une force de gravitation vont finir par s'agglomérer sous cette forme.

représentation de la densité des particules
Simulation informatique de 47 millions de particules soumises à la gravité dans un cube de 300 millions d'années-lumière d'arête.
La densité des particules est représentée en partant du noir (le vide) vers le jaune et le blanc qui représentent les plus fortes valeurs.

Source : Université de Washington

Le fait que l'on observe cette structure en filaments signifie-t-il que notre univers a atteint un stade final d'évolution ?
Il faudra encore beaucoup d'observations avec des télescopes de plus en plus puissants et beaucoup de progrès théoriques pour pouvoir affirmer une telle chose.