La Voie Lactée est la galaxie dans laquelle réside la Terre. Une partie de celui-ci est visible par une nuit claire de la terre, comme une épaisse bande d’étoiles qui s’étend à travers le ciel. Nous pouvons voir des milliers de ces étoiles à l’œil nu, et beaucoup plus dans un télescope. Mais combien d’étoiles sont dans la Voie Lactée?
« c’est une question étonnamment difficile à répondre. Vous ne pouvez pas simplement vous asseoir et compter les étoiles, généralement, dans une galaxie », a déclaré David Kornreich, professeur adjoint à L’Ithaca College à New York., Il a été le fondateur du service » demandez à un astronome » à L’Université Cornell.
même dans la galaxie D’Andromède — qui est brillante, grande et relativement proche de la Terre, à 2,3 millions d’années-lumière — seules les plus grandes étoiles et quelques étoiles variables (notamment les variables Céphéides) sont suffisamment brillantes pour briller dans les télescopes à cette distance. Une étoile de la taille d’un soleil serait trop difficile à voir. Ainsi, les astronomes estiment, en utilisant certaines des techniques ci-dessous.,
structure de la Voie Lactée
d’après les observations, les astronomes savent que la Voie Lactée est une galaxie spirale barrée d’environ 100 000 années-lumière. Une vue à l’extérieur de la galaxie révélerait un renflement central entouré de quatre bras, deux majeurs et deux mineurs. Les principaux Bras De La Voie lactée sont connus sous le nom de Persée et Sagittaire. Le soleil est situé dans l’un des deux éperons mineurs, appelé bras D’Orion.
la galaxie a également un énorme halo de gaz chaud autour d’elle qui fait plusieurs centaines de milliers d’années-lumière de diamètre., Les astronomes estiment que le halo est aussi massif que toutes les étoiles de la Voie Lactée. Beaucoup d’étoiles de la Voie Lactée, cependant, sont difficiles à voir. C’est parce que le centre de la galaxie a un renflement galactique rempli d’étoiles, de gaz et de poussière — ainsi qu’un trou noir supermassif. Cette zone est si épaisse que même les télescopes puissants ne peuvent pas voir à travers elle. Les astronomes ne savent pas quand et comment le renflement s’est formé; certains suggèrent que l’histoire ancienne de la Voie lactée a été changée lorsque la galaxie est entrée en collision avec une autre.,
Les astronomes pensaient que toutes les étoiles de l’univers étaient situées à l’intérieur de la Voie Lactée, mais cela a changé dans les années 1920. L’astronome Edwin Hubble a utilisé une étoile appelée variable céphéide pour mesurer les distances dans le ciel. De là, les astronomes ont appris qu’il y avait des galaxies entières dans l’univers séparées de la Voie Lactée.
étude Massive
la principale façon dont les astronomes estiment les étoiles dans une galaxie est de déterminer la masse de la galaxie., La masse est estimée en regardant comment la galaxie tourne, ainsi que son spectre en utilisant la spectroscopie.
Toutes les galaxies s’éloignent les unes des autres et leur lumière est décalée vers l’extrémité rouge du spectre car cela étend les longueurs d’onde de la lumière. Ceci est appelé le « décalage vers le rouge. »Dans une galaxie en rotation, cependant, il y aura une partie qui sera plus « blueshifted » parce que cette partie se déplace légèrement vers la Terre. Les astronomes doivent également savoir quelle est l’inclinaison ou l’orientation de la galaxie avant de faire une estimation, qui est parfois simplement une « supposition éclairée », a déclaré Kornreich.,
Une technique appelée « spectroscopie à fente longue » est la meilleure pour effectuer ce type de travail. Ici, un objet allongé tel qu’une galaxie est vu à travers une fente allongée, et la lumière est réfractée à l’aide d’un dispositif tel qu’un prisme. Cela rompt avec les couleurs des étoiles dans les couleurs de l’arc-en-ciel.
certaines de ces couleurs seront manquantes, affichant les mêmes « motifs » de parties manquantes que certains éléments du tableau périodique. Cela permet aux astronomes de comprendre quels éléments sont dans les étoiles. Chaque type d’étoile a une empreinte chimique unique qui apparaîtrait dans les télescopes., (C’est la base de la séquence OBAFGKM que les astronomes utilisent pour distinguer les types d’étoiles.)
Tout type de télescope peut faire ce genre de spectroscopie de travail. Kornreich utilise souvent le télescope de 200 pouces de l’Observatoire Palomar du California Institute of Technology, mais il a ajouté que presque tous les télescopes de taille suffisante seraient adéquats.
l’idéal serait d’utiliser un télescope en orbite parce que la diffusion se produit dans l’atmosphère terrestre à partir de la pollution lumineuse et aussi des événements naturels — même quelque chose d’aussi simple qu’un coucher de soleil., Le télescope spatial Hubble est un observatoire connu pour ce genre de travail, a ajouté Kornreich. Un observatoire successeur appelé James Webb Space Telescope devrait être lancé en 2020. Le défi, cependant, est que Hubble est un télescope en forte demande-et la même chose est attendue de Webb après son lancement. Les observatoires ne peuvent donc pas passer tout leur temps à estimer la masse des galaxies.
Comment une grande partie de la masse des étoiles?
entre différentes galaxies de même masse, il pourrait y avoir des variances quant aux types d’étoiles et à la masse globale., Kornreich a averti que ce serait très difficile à parler en général, mais a déclaré qu’une différence pourrait être de regarder les galaxies elliptiques par rapport aux galaxies spirales telles que la nôtre, la Voie Lactée. Les galaxies elliptiques ont tendance à avoir plus d’étoiles naines rouges de type K et M que les galaxies spirales. Parce que les galaxies elliptiques sont plus anciennes, elles auront moins de gaz parce que cela a été soufflé au cours de leur évolution.
Une fois que la masse d’une galaxie est déterminée, l’autre chose délicate est de déterminer combien de cette masse est faite d’étoiles., La plupart de la masse sera composé de la matière noire, une matière qui n’émet pas de lumière, mais qui est censé faire la plupart de la masse de l’univers.
« Vous devez modéliser la galaxie et voir si vous pouvez comprendre quel est le pourcentage de cette masse d’étoiles », a déclaré Kornreich. « Dans une galaxie typique, si vous mesurez sa masse en regardant la courbe de rotation, environ 90% de celle-ci est de la matière noire., »
avec une grande partie des » choses » restantes dans la galaxie constituées de gaz diffus et de poussière, Kornreich a estimé qu’environ 3% de la masse de la galaxie serait composée d’étoiles, mais cela pourrait varier. En outre, la taille des étoiles elle-même peut varier considérablement de quelque chose qui est la taille de notre Soleil, à quelque chose des dizaines de fois plus petit ou plus grand.Le nombre d’étoiles est approximativement approximately
existe-t-il donc un moyen de savoir combien d’étoiles sont sûres? En fin de compte, cela se résume à une estimation., Dans un calcul, La Voie lactée a une masse d’environ 100 milliards de masses solaires, il est donc plus facile de traduire cela en 100 milliards d’étoiles. Cela représente les étoiles qui seraient plus grandes ou plus petites que notre soleil, et les fait la moyenne. Cependant, la masse est difficile à calculer d’autres estimations ont dit la galaxie a une masse comprise entre 400 milliards et 700 milliards de masses solaires.
La mission Gaia de L’Agence Spatiale Européenne cartographie l’emplacement d’environ 1 milliard d’étoiles dans la Voie Lactée., Selon L’ESA, Gaia cartographiera 1% du contenu stellaire de la Voie Lactée, ce qui porte l’estimation du nombre total d’étoiles de notre galaxie à 100 milliards. L’objectif de Gaia est de créer la meilleure carte tridimensionnelle de la Voie Lactée.
la mise en garde, kornreich a dit, est que ces chiffres sont des approximations. Modèles plus avancés peuvent faire l’approximation plus précise, mais il serait très difficile de compter les étoiles une par une et vous dire avec certitude combien sont dans la galaxie.