Voyage au centre de la galaxie

Voyage au centre
de la Galaxie
Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
Service d’astrophysique
Direction de la communication
91191 Gif-sur-Yvette Cedex
www.cea.fr
L’exposition V o y a g e a u c e n t r e d e l a G a l a x i e
vous propose un voyage depuis la Terre jusqu’au trou
noir géant qui existe au centre de notre Voie lactée.
Ce voyage en images et en d i x é t a p e s vous fait
découvrir la diversité des astres en parcourant les
stades successifs de la vie des étoiles et les différentes
lumières de l’Univers.

LA TERRE
La Terre est une planète. C’est un énorme bloc de roches de 12 800 kilomètres de diamètre
qui circule dans l’espace à toute vitesse, cinquante fois plus vite que le Concorde soit à
plus de 100 000 kilomètres/heure.
LES PLANÈTES
Les planètes tournent autour d’une étoile. L’étoile de la Terre, c’est le Soleil. La Terre
n’est pas sa seule planète. Sept autres orbitent autour du Soleil à différentes distances.
Les plus grosses, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune ne sont pas des blocs de roches mais
des boules de gaz avec un noyau solide au centre. Cet ensemble forme le système solaire.
LES SATELLITES
Il existe aussi autour du Soleil un grand nombre de corps plus petits que les planètes.
Pluton, qui était autrefois une planète, est maintenant classée comme « planète naine ».
Certains de ces petits corps peuvent tourner autour de planètes, ce sont alors leurs
satellites naturels. La Terre n’a qu’un satellite, la Lune. D’autres planètes, comme Jupiter
et Saturne, ont plus de soixante lunes.
Mercure
Vénus
Terre
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
Planètes telluriques Géantes gazeuses
Attention ! Seules les tailles relatives sont indiquées.
Les distances entre les planètes ne sont pas respectées
!
1Qu’est-ce
qu’une planète ?
© Kilia

LE SOLEIL
Le Soleil est notre étoile, qui nous éclaire et nous chauffe. Les étoiles visibles la nuit sont
aussi des soleils. Si elles nous apparaissent si peu lumineuses, c’est parce qu’elles sont
situées à des distances considérables de la Terre. Ainsi, la lumière de l’étoile Sirius, la plus
brillante du ciel, située dans la constellation du Grand Chien, met 8 ans et 7 mois pour
nous parvenir. Celle du Soleil ne met que 8 minutes et 20 secondes !
Comme toutes les étoiles, le Soleil est une énorme sphère de gaz chaud : il est 330 000
fois plus massif que notre planète et la température de sa surface est d’environ 5 500 °C.
Il existe des étoiles de toutes les masses, de quelques dixièmes à plusieurs dizaines de fois
celle du Soleil.
TEMPÉRATURE ET COULEUR
La température des étoiles varie de quelques milliers à plusieurs dizaines de milliers de
degrés, les plus massives étant toujours les plus chaudes. Leur couleur dépend de leur
température. Vers 3 000 °C, l’étoile est franchement rouge. Vers 6 000 °C, elle apparaît
jaune pâle comme notre soleil, tandis qu’à 10 000 °C elle est bleutée. C’est exactement
l’inverse de la couleur des robinets : une étoile relativement froide est rouge tandis qu’une
étoile chaude est bleue ! C’est d’ailleurs en analysant leur lumière que l’on peut mesurer
la température de surface d’une étoile sans avoir besoin de s’y rendre !
2Le Soleil est une étoile
comme les autres
© Kilia

DU NUAGE DE POUSSIÈRE…
Dans l’espace interstellaire fl ottent d’immenses nuages de poussières et de gaz très
ténus, mais dont la masse peut atteindre un million de fois celle du Soleil. Ces nuages
sont très peu lumineux et froids, donc seulement visibles aux rayonnements infrarouges
et micro-ondes.
Un nuage suffi samment massif se contracte sous l’effet de sa propre gravité pour
former de nombreux « grumeaux ». Cet effondrement peut être déclenché par une
perturbation extérieure, l’explosion d’une étoile voisine par exemple. En se contractant, les
grumeaux deviennent de plus en plus denses. En leur sein, la température augmente jusqu’à
atteindre plusieurs millions de degrés. Dès lors, des réactions de fusion thermonucléaire
démarrent, arrêtant la contraction et marquant la naissance d’une étoile.
… AU NUAGE PROTOPLANÉTAIRE
Lors de sa contraction, le grumeau se met
aussi à tourner sur lui-même, entraînant
avec lui des lambeaux de matière qui
s’aplatissent comme un disque : c’est le
nuage protoplanétaire, à partir duquel se
formeront les planètes et leurs satellites.
Au sein du nuage initial, les multiples
grumeaux donneront naissance à toutes
sortes d’étoiles nouvelles : des petites et
des grosses, des plus ou moins brillantes,
des plus ou moins chaudes. Cet amas
d’étoiles fi nira par se disloquer au bout de
quelques millions d’années.
3Comment naît
une étoile ?
Modélisation de la fragmentation du milieu
interstellaire et de la naissance des étoiles.
© E.Audit/CEA

LE MILIEU ENTRE LES ÉTOILES
Pour désigner l’espace qui sépare les étoiles à l’intérieur d’une galaxie, les astronomes
parlent du milieu interstellaire. Celui-ci est un mélange de matière de la galaxie qui n’a pas
encore donné naissance à des étoiles, et de matière qui a été éjectée des étoiles au cours
des épisodes qui ont marqué leurs vies.
C’est un gaz excessivement ténu – moins de mille particules dans un cube d’un centi-
mètre de côté – mais ce n’est pas le vide (bien que beaucoup plus « vide » que le meilleur
vide que nous pourrions réaliser en laboratoire !). Ce milieu peut parfois être sous forme
de régions éparses encore moins denses – avec une seule particule par centimètre cube
– et extrêmement froides, de l’ordre de 200 degrés en-dessous de zéro et parfois plus
froid encore !
UN VIDE RELATIF
Le « vide » du milieu interstellaire contient une grande variété d’atomes et de molécules,
y compris des molécules organiques, comme l’alcool éthylique par exemple mais aussi
des ions, comme ceux de l’eau (H2D+, et hydronium H3O+), les ions méthylanide (CH+)…
LA POUSSIÈRE DE L’ESPACE
On y trouve également des éléments
chimiques « lourds » comme le fer, le
silicium ou l’aluminium agglomérés
sous forme de grains de poussières.
Ces poussières ne sont pas sans
importance pour autant : ce sont en
particulier elles qui, en absorbant le
rayonnement des régions centrales
de notre galaxie, les rendent très
diffi ciles à voir.
4L’espace
n’est pas vide
© Kilia