Hubert Reeves

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Les amas de galaxies

Émission du 30 avril 2006

Notre univers est richement structuré en systèmes de toutes dimensions. Dans un ordre progressif, on trouve à petite échelle, les atomes, les molécules et les cellules vivantes, et à grande échelle, les planètes, les étoiles et les galaxies. À plus grande échelle encore, les galaxies se rassemblent en amas de galaxies, un des sujets d'étude les plus actifs de l'astronomie contemporaine.

Notre galaxie, la Voie Lactée, fait partie de l'amas de la Vierge. Ce nom lui vient du fait que la plupart des galaxies de cet amas sont, par rapport à nous, situées dans la direction de la constellation de la Vierge.

Les amas de galaxies contiennent en moyenne un millier de galaxies semblables à la nôtre. Ils s'étalent sur des centaines de millions d'années-lumière. On y trouve généralement quelques galaxies géantes qui se distinguent par le fait que, de leur noyau, des jets lumineux accompagnés de puissantes émissions radio se propagent à des centaines de milliers d'années-lumière au-dessus du disque.

Il y a toutes raisons de penser que ces jets sont émis indirectement par les trous noirs géants situés au centre de ces galaxies. Ce phénomène est associé à des sources lumineuses extrêmement puissantes appelées « quasars ». Ce nom est une contraction des mots « quasi-star » ; on les a pris longtemps pour des étoiles.

Grâce aux télescopes à rayons-X, on a découvert récemment que les amas de galaxies baignent dans un rayonnement thermique de plusieurs millions de degrés. On ne connaît pas encore très bien l'origine de ce rayonnement. Provient-il de l'activité des étoiles, particulièrement au moment de l'explosion qui accompagne la fin de leur vie (supernova) ? Ou d'un reste de l'énergie thermique émise par l'effondrement de la matière à la naissance de l'amas ? Peut-être les deux ?

Observation étonnante : les galaxies d'un amas ne constituent qu'une faible partie de la masse totale des amas : pas plus de 5 %. L'énergie associée au gaz chaud qui émet le rayonnement–X atteint 20 %, tandis que le reste (75 %) est constitué de cette fameuse matière noire dont nous avons parlé dans plusieurs émissions antérieures.

Question : existe-t-il, dans l'univers, des structures plus grandes que les amas de galaxies ? Des amas d'amas ? Rien ne l'indique aujourd'hui. Aux grandes dimensions, l'univers devient de plus en plus homogène, de plus en plus « partout pareil ». Entre les dimensions de centaines de millions d'années-lumière caractéristiques des amas de galaxies, et la dimension de l'univers observable (plusieurs dizaines de milliards d'années-lumière), aucune concentration de matière ne se distingue dans le ciel. Le rayonnement fossile émis aux limites de l'univers observable, quelques quatre cent mille ans après le Big Bang, nous apprend l'extrême homogéneité de l'univers à grande distance : les variations de densité n'y dépassent pas une partie dans dix mille.