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Chapitre 1 : Astrophysique
Pr. Ali Idlimam
ENS – UCA- Marrakech
Master Spécialisé d’Enseignement de Physique Chimie Page 1
1. Structure de l’univers
L’univers est l’ensemble de tout ce qui existe, régit par un certain nombre de lois.
Il est peuplé d’innombrables galaxies en pleine extension.
1.1. Galaxie
C’est l’ensemble d’étoiles, de poussières, de gaz interstellaires dont la cohésion
est assurée par la gravitation (figure 1).
Figure 1 : Représentation artistique de notre galaxie
La galaxie à laquelle appartient le système solaire s’appelle la voie lactée. C’est
un gigantesque rassemblement d'étoiles contenant plus de 100 milliards d'étoiles,
autour desquelles gravitent parfois des planètes comme dans notre système
solaire.
La Voie Lactée est une galaxie spirale contenant quatre bras principaux : Bras
Ecu-Croix, Bras de la Règle, Bras Sagittaire-Carène et Bras de Persée. Toutefois,
les astronomes ne peuvent être sûr d'eux car nous nous trouvons à l'intérieur.
Notre galaxie possède deux petites galaxies satellites naturels :
 GNM : grand nuage de Magellan (Situé à 150000 al),
 PNM : petit nuage de Magellan (situé à 200000 al).
Les galaxies présentent une grande diversité de taille, de diamètre et de forme
(figure 2).

Chapitre 1 : Astrophysique
Pr. Ali Idlimam
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Figure 2 : Voie lactée et le système solaire
Galaxie vue de profil
On y visualise des " amas globulaires " très denses, de forme sphéroïdale,
contenant plusieurs centaines ou même milliers d’étoiles. En admettent que ces
amas globulaires sont répartis aléatoirement dans le "halo", volume sphérique de
même rayon que le disque, on détermine le centre de la Galaxie, différent du
centre du système solaire. Le centre de notre Galaxie n’est pas observable du
système solaire dans le domaine du visible, il est observable en infrarouge ou en
ondes radio moins sensibles à l’extinction par les poussières.
1.2. Aspect lacunaire de l’univers
Que ce soit à l’échelle des atomes, des planètes, des étoiles ou des galaxies, on
retrouve une structure lacunaire où les différents éléments sont séparés par de
grandes étendus de vide.
On distingue trois types de galaxies :

C
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Galaxies elliptiques
 Galaxies spirales
(80%)
 Galaxie
s lenticulaires
Figure 3 :
Classification des galaxies selon HUBBLE
Il existe d’autres type de galaxies à % faible que l’on appelle des galaxies
irrégulières.
Le tableau 1 résume les différents types de galaxies ainsi que le
nature.
Tableau 1
: Nature, forme, diamètre des galaxies existantes
Les galaxies elliptiques présentent
une forme sphérique ou ovale sans
structure interne et de brillance à
peu près uniforme.
Les galaxies elliptiques sont
principalement c
omposées d’étoiles
vieilles et rouges et sont plus ou
moins dépourvues d’astres jeunes
et massifs. Elles ne contiennent
qu’une très faible quantité de gaz et
de poussières et le milieu
interstellaire est donc
pratiquement inexistant.
Les galaxies elliptiq
ues sont
repérées par la lettre "E" suivie
d'un indice d'"aplatissement"
compris entre 0 et 7.
hapitre 1 : Astrophysique
Pr.
Ali Idlimam
ENS –
UCA
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Galaxies elliptiques
(15%)
(80%)
s lenticulaires
(4%)
Classification des galaxies selon HUBBLE
(structure en diapason)
Il existe d’autres type de galaxies à % faible que l’on appelle des galaxies
Le tableau 1 résume les différents types de galaxies ainsi que le
: Nature, forme, diamètre des galaxies existantes
Les galaxies elliptiques présentent
une forme sphérique ou ovale sans
structure interne et de brillance à
Les galaxies elliptiques sont
omposées d’étoiles
vieilles et rouges et sont plus ou
moins dépourvues d’astres jeunes
et massifs. Elles ne contiennent
qu’une très faible quantité de gaz et
de poussières et le milieu
interstellaire est donc
ues sont
repérées par la lettre "E" suivie
d'un indice d'"aplatissement"
La galaxie elliptique NGC 1132 à 300 millions
d’années-
lumière de nous photographiée par le
télescope spatial. Crédit :
NASA/ESA
Ali Idlimam
UCA
- Marrakech
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(structure en diapason)
Il existe d’autres type de galaxies à % faible que l’on appelle des galaxies
Le tableau 1 résume les différents types de galaxies ainsi que le
ur forme et leur
: Nature, forme, diamètre des galaxies existantes
La galaxie elliptique NGC 1132 à 300 millions
lumière de nous photographiée par le
NASA/ESA

C
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Les galaxies spirales sont plus
complexes. Elles sont
essentiellement constituées de deux
éléments :
un noyau sphérique
entouré d’un disque de matière
dans lequel
apparaît une structure
spirale.
La galaxie spirale NGC 1232, située
à 100 millions d’années-
lumière et
d’un diamètre d’environ 200.000
années-
lumière (constellation
Eridan). Crédit :
ESO/VLT
Selon
l'ouverture et la tailles des
bras, on définit un indice "a", "b" ou
"c" précédé de la lettre S.
La classification est identique à
celle des "classiques" mais il
convient rajouter la lettre "B" au
préfixe "S".
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Ali Idlimam
ENS –
UCA
Master Spécialisé d’Enseignement de Physique Chimie
Les galaxies spirales sont plus
complexes. Elles sont
essentiellement constituées de deux
un noyau sphérique
entouré d’un disque de matière
apparaît une structure
La galaxie spirale NGC 1232, située
lumière et
d’un diamètre d’environ 200.000
lumière (constellation
ESO/VLT
l'ouverture et la tailles des
bras, on définit un indice "a", "b" ou
La classification est identique à
celle des "classiques" mais il
convient rajouter la lettre "B" au
La galaxie spirale barrée NGC 1365 photog
par le VLT. Crédit : VLT
Cette classe de galaxies se subdivise encore en
deux groupes : les spirales normales, dans
lesquelles les bras se développent directement à
partir du noyau, et l
es spirales barrées qui
présentent une grande barre centrale dont les
extrémités sont le point de départ des bras (c’est le
cas de notre Galaxie).
Ali Idlimam
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La galaxie spirale barrée NGC 1365 photog
raphiée
Cette classe de galaxies se subdivise encore en
deux groupes : les spirales normales, dans
lesquelles les bras se développent directement à
es spirales barrées qui
présentent une grande barre centrale dont les
extrémités sont le point de départ des bras (c’est le

C
hapitre 1 : Astrophysique
Master Spécialisé d’Enseignement de Physique Chimie
Entre spirales et elliptiques existe
un cas intermédiaire, celui des
galaxies lenticulaires. Comme les
spirales, celles-
ci possèdent un
noyau volumineux et un disque,
mais, comme les elliptiques, elles
sont démunies de bras spiraux et
possèdent un milieu interstellaire
relativement pauvre.
Il existe enfin une dernière
catégorie, celle des galaxies
irrégulières, qui contient toutes les
galaxies qui n’ent
rent pas dans les
trois groupes précédents. Ces
galaxies présentent un aspect la
plupart du temps difforme et sont
très riches en gaz et en poussières.
1.3. Système solaire
1.3.1. Définition
C’est l’ensemble des corps en orbite autours du soleil, il est constitué de plusieurs
types d’objets, comme des planètes, des satellites ou des corps plus petits tel
les astéroïdes et les comètes.
Le système solaire constitue notre environnement spatial le plus proche.
nouvelle définition de l'appellation d'une planète voulue par l'exécutif de l'Union
Astronomique Internationale (UAI), notre Système Solair
8 planètes, déclassant Pluton au rang de planète naine. Cette nouvelle définition
a été adoptée par les membres du Planet Definition Committee, un comité mis en
place par l'UAI pour réfléchir à ce qu'est une planète au regard des ré
découvertes tant à l'intérieur de notre Système Solaire qu'autour d'autre étoiles
en 2006 (figure 4).
hapitre 1 : Astrophysique
Pr.
Ali Idlimam
ENS –
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Master Spécialisé d’Enseignement de Physique Chimie
Entre spirales et elliptiques existe
un cas intermédiaire, celui des
galaxies lenticulaires. Comme les
ci possèdent un
noyau volumineux et un disque,
mais, comme les elliptiques, elles
sont démunies de bras spiraux et
possèdent un milieu interstellaire
La galaxie lenticulaire NGC 5866 à 45 millions
d’années-lumière
photographiée par le télescope
spatial. Crédit :
NASA/ESA
Il existe enfin une dernière
catégorie, celle des galaxies
irrégulières, qui contient toutes les
rent pas dans les
trois groupes précédents. Ces
galaxies présentent un aspect la
plupart du temps difforme et sont
très riches en gaz et en poussières.
Le Grand Nuage de Magellan, une galaxie
irrégulière située à 160.000 années
et d’envir
on 30.000 années
Crédit : W.-H. Wang
C’est l’ensemble des corps en orbite autours du soleil, il est constitué de plusieurs
types d’objets, comme des planètes, des satellites ou des corps plus petits tel
les astéroïdes et les comètes.
Le système solaire constitue notre environnement spatial le plus proche.
nouvelle définition de l'appellation d'une planète voulue par l'exécutif de l'Union
Astronomique Internationale (UAI), notre Système Solair
e compte officiellement
8 planètes, déclassant Pluton au rang de planète naine. Cette nouvelle définition
a été adoptée par les membres du Planet Definition Committee, un comité mis en
place par l'UAI pour réfléchir à ce qu'est une planète au regard des ré
découvertes tant à l'intérieur de notre Système Solaire qu'autour d'autre étoiles
Ali Idlimam
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La galaxie lenticulaire NGC 5866 à 45 millions
photographiée par le télescope
NASA/ESA
Le Grand Nuage de Magellan, une galaxie
irrégulière située à 160.000 années
-lumière de nous
on 30.000 années
-lumière de diamètre.
C’est l’ensemble des corps en orbite autours du soleil, il est constitué de plusieurs
types d’objets, comme des planètes, des satellites ou des corps plus petits tel
que
Le système solaire constitue notre environnement spatial le plus proche.
Selon la
nouvelle définition de l'appellation d'une planète voulue par l'exécutif de l'Union
e compte officiellement
8 planètes, déclassant Pluton au rang de planète naine. Cette nouvelle définition
a été adoptée par les membres du Planet Definition Committee, un comité mis en
place par l'UAI pour réfléchir à ce qu'est une planète au regard des ré
centes
découvertes tant à l'intérieur de notre Système Solaire qu'autour d'autre étoiles