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Image : ESO

Types de galaxies

Les différentes formes de galaxies sont étudiées dans la morphologie des galaxies. Celle-ci décrit et classifie les structures. La morphologie des galaxies est basée sur la classification introduite par le célèbre astronome américain Edwin Powell Hubble (* 1889, † 1953). Hubble a notamment distingué les galaxies elliptiques et les galaxies spirales. Pour ce faire, il a créé un schéma connu sous le nom de "séquence de Hubble" ou "Hubble Tuning Form". Plus tard, la forme irrégulière a été ajoutée. Ces trois classes - elliptique, spiralée et irrégulière - forment plusieurs sous-classes qui différencient davantage la forme des galaxies.

La séquence originale de Hubble telle que publiée dans 'Realm of the Nebulae' en 1936
La séquence originale de Hubble telle que publiée dans 'Realm of the Nebulae' en 1936Image : Sarah Arnold
  • Les galaxies elliptiques (E) sont des galaxies sans structure, en forme d'ellipse, dont la luminosité diminue de l'intérieur vers l'extérieur. Les elliptiques sont divisées en sous-classes allant de circulaires (E0) à fortement elliptiques (E7). La population d'étoiles des ellipses est majoritairement âgée. En raison de la forte proportion d'étoiles géantes rouges, l'ensemble de la galaxie semble rougeâtre. Dans les ellipses, il n'y a pratiquement pas de gaz à partir duquel de nouvelles étoiles pourraient se former. Les galaxies elliptiques ne sont en réalité pas des galaxies plates, mais plutôt des ellipses ou des ellipsoïdes tridimensionnels (semblables à un ballon de rugby).
  • Les galaxies spirales (S) sont composées d'une région centrale (bulbe) et de bras spiraux. La gamme des spirales s'étend des types avec des bras étroitement enroulés et un grand bulbe (Sa) jusqu'au système avec des bras largement ouverts et un petit bulbe (Sc). On distingue également si une structure en barres est visible dans la zone centrale (SBa, SBb, ...) ou non (Sa, Sb, ...). Typiquement, les bras spiraux contiennent des régions avec une proportion plus ou moins importante de gaz, où se produit la formation d'étoiles. La teinte des bras spiraux est bleutée, tandis que le bulbe apparaît plutôt rouge. Contrairement aux galaxies elliptiques, les spirales tournent autour de leur centre. La galaxie entière est donc aplatie en forme de disque perpendiculairement à l'axe de rotation, comme une pâte à pizza qu'une pizzaiola ferait tourner sur le bout de ses doigts.
  • Les galaxies irrégulières (Irr) présentent, comme leur nom le laisse supposer, des formes irrégulières très variées. Selon la logique de Hubble, les irrégulières se rattachent aux spirales de droite sur le schéma. Ces galaxies contiennent souvent des zones de formation d'étoiles très actives, de véritables flambées de naissance d'étoiles.

Les galaxies elliptiques sont communément appelées types précoces, tandis que les galaxies situées à droite du schéma, à partir de Sc environ, sont appelées types tardifs. Malgré la terminologie, le schéma de Hubble ne doit pas être interprété comme un déroulement chronologique.

Extension du schéma de Hubble

Le schéma de Hubble se réfère aux galaxies les plus importantes et les plus lumineuses. Par la suite, d'autres systèmes stellaires de moindre luminosité ont été découverts. Ceux-ci ne peuvent pas être intégrés dans la séquence de Hubble, car ils possèdent leurs propres formes. Vers 1950, les types de galaxies les plus tardifs ont donc été différenciés : L'astronome américain Harlow Shapley (* 1885, † 1972) a élargi la nomenclature S en y ajoutant le type Sd, qui décrit des spirales irrégulières. Gérard-Henri de Vaucouleurs (* 1918, † 1995), un astronome franco-américain a établi Sdm, Sm et Im comme nouvelles classes de types très tardifs. Du côté des types précoces, on s'est rendu compte que les galaxies formaient tout un continuum de luminosités allant jusqu'à des formations extrêmement faibles et diffuses.

Peu de luminosité : les galaxies naines

En 1984, l'astronome bâlois Bruno Binggeli (* 1953) et l'Américain Allen Rex Sandage (* 1926, † 2010) ont mené une étude systématique sur les structures des galaxies à faible luminosité. Ils ont introduit plusieurs classes de galaxies dites naines (abrégées en "d" pour dwarf). Dans ce contexte, on appelle galaxie naine ce qui ne dépasse pas une certaine luminosité. Le mot nain n'a donc pas forcément de rapport avec la taille de la galaxie. Une conclusion importante de l'étude de Binggeli et Sandage est qu'il n'existe pas de véritables spirales naines comme dSa, dSb, dSc. Cela s'explique par le fait que les bras spiraux ne peuvent se former qu'à partir d'une certaine vitesse de rotation, ce qui nécessite une masse de galaxie suffisamment élevée.

Les galaxies spirales sont des solitaires

Si l'on jette un coup d'œil sur une carte des galaxies, on constate que les différents types ne sont pas répartis n'importe comment dans l'espace : Alors que les spirales sont souvent trouvées loin d'autres galaxies, une ellipse vient rarement seule, mais est observée dans les zones denses des amas de galaxies. Cela nous amène aux questions de la recherche actuelle sur les galaxies : les ellipses naissent-elles dans des zones denses et les spirales dans le champ libre ? Ou bien la forme d'une galaxie spirale change-t-elle au fur et à mesure qu'elle se déplace vers des régions de galaxies plus denses ?

Sombrero Galaxy
Image : Hubble Heritage Team (AURA/STScI /NASA)

Sombrero Galaxie (type Sa)


Andromeda Galaxy
Image : GALEX, JPL-Caltech, NASA

Andromeda Galaxie (type Sb)


M51 Galaxy
Image : S. Beckwith (STScI) Hubble Heritage Team, (STScI/AURA), ESA, NASA

Whirlpool-Galaxie (type Sc)

M60 and NGC 4647 Galaxies
Image : NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

M60 Galaxie (type E2)


NGC 1132 Galaxy
Image : M. West (ESO, Chile), NASA, ESA & Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA

NGC 1132 Galaxie (type E4)


NGC 1427a Galaxy
Image : Hubble Heritage Team (AURA / STScI), ESA, NASA

NGC 1427a Galaxie (type Irr)