Les galaxies sont d'énormes villes stellaires et les plus anciennes structures de l'univers. Ils contiennent des étoiles, des nuages de gaz et de poussière, des planètes et d'autres objets, y compris des trous noirs. La plupart des galaxies de l'univers sont des galaxies spirales, un peu comme notre propre voie lactée. D'autres, comme les grands et petits nuages magellaniques, sont connus comme des galaxies "irrégulières", en raison de leurs formes inhabituelles et d'aspect plutôt amorphe. Cependant, un pourcentage important, peut-être environ 15%, des galaxies sont ce que les astronomes appellent des "elliptiques".
Caractéristiques générales des galaxies elliptiques
Comme son nom l'indique, les galaxies elliptiques vont de collections d'étoiles de forme sphérique à des formes plus allongées similaires au contour d'un ballon de football américain. Certains sont seulement une fraction de la taille de la Voie lactée tandis que d'autres sont beaucoup plus grands, et au moins un elliptique appelé M87 a un jet visible de matière s'écoulant loin de son noyau. Les galaxies elliptiques semblent également avoir une grande quantité de
matière noire, quelque chose qui distingue même les plus petits elliptiques nains des simples amas d'étoiles. Les amas d'étoiles globulaires, par exemple, sont plus étroitement liés par gravitation que les galaxies et ont généralement moins d'étoiles. Cependant, de nombreux globulaires sont aussi vieux (ou même plus anciens) que les galaxies où ils orbitent. Ils se sont probablement formés à peu près en même temps que leurs galaxies. Mais cela ne signifie pas que ce sont des galaxies elliptiques.Types d'étoiles et formation d'étoiles
Les galaxies elliptiques sont sensiblement absentes du gaz, qui est le composant clé des régions de formation d'étoiles. Par conséquent, la étoiles dans ces galaxies ont tendance à être très anciennes et les régions de formation d'étoiles sont relativement rares dans ces objets. De plus, les vieilles étoiles des elliptiques ont tendance à être jaunes et rougeâtres; ce qui, selon notre compréhension de l'évolution stellaire, signifie qu'il s'agit d'étoiles plus petites et plus faibles.
Pourquoi pas de nouvelles stars? C'est une bonne question. Plusieurs réponses me viennent à l'esprit. Lorsque de nombreuses grandes étoiles se forment, elles meurent rapidement et redistribuent une grande partie de leur masse lors d'un événement de supernova, laissant les graines pour la formation de nouvelles étoiles. Mais comme les petites étoiles de masse mettent des dizaines de milliards d'années pour évoluer en nébuleuses planétaires, la vitesse à laquelle le gaz et la poussière sont redistribués dans la galaxie est très faible.
Quand le gaz d'une nébuleuse planétaire ou d'une explosion de supernova dérive finalement dans le milieu intergalactique, il n'y a généralement pas assez pour commencer à former une nouvelle étoile. Plus de matériel est nécessaire.
Formation de galaxies elliptiques
Étant donné que la formation des étoiles semble avoir cessé dans de nombreux elliptiques, les astronomes soupçonnent qu'une période de formation rapide doit s'être produite au début de l'histoire de la galaxie. Une théorie est que les galaxies elliptiques peuvent se former principalement par la collision et la fusion de deux galaxies spirales. Les étoiles actuelles de ces galaxies se mélangeraient, tandis que le gaz et la poussière entreraient en collision. Le résultat serait une explosion soudaine de formation d'étoiles, en utilisant une grande partie du gaz et de la poussière disponibles.
Les simulations de ces fusions montrent également que la galaxie résultante aurait une formation similaire à celle des galaxies elliptiques. Cela explique également pourquoi les galaxies spirales semblent dominer, alors que les elliptiques sont plus rares.
Cela expliquerait également pourquoi nous ne voyons pas beaucoup d'elliptiques lorsque nous étudions les plus anciennes galaxies que nous pouvons détecter. La plupart de ces galaxies sont plutôt des quasars - un type de galaxie active.
Galaxies elliptiques et trous noirs supermassifs
Certains physiciens ont émis l'hypothèse qu'au centre de chaque galaxie, presque indépendamment du type, se trouve un un trou noir supermassif. Notre Voie lactée en a certainement un, et nous les avons observés dans bien d'autres. Bien que cela soit quelque peu difficile à prouver, même dans les galaxies où nous ne «voyons» pas directement un trou noir, cela ne signifie pas nécessairement que l'on n'y est pas. Il est probable qu'au moins toutes les galaxies elliptiques (et naines) (non naines) que nous avons observées contiennent ces monstres gravitationnels.
Les astronomes étudient également actuellement ces galaxies pour voir quel effet l'existence du trou noir a sur leurs taux de formation d'étoiles passés.
Édité par Carolyn Collins Petersen