Photos et images de la Galaxie et de l'Univers

[BboCurieuxDeTous]

Bonjour à toutes et tous,

Étant en train de regarder des représentations de notre galaxie, je me suis posé la question de sa véracité. Elles sont souvent représentées comme si une photo était prise de l’extérieur de la galaxie, ce qui (aujourd'hui) est impossible. Donc ce sont des représentation d'artistes.
Les observations effectuées depuis la terre ou par exemple depuis Hubble, peuvent elles permettre une représentation fidèle de notre galaxie, ou une plutôt une représentation d'artiste basée sur les observations possible, des suppositions, des comparaison à d'autres galaxies ..?
Quelle est la véracité de ces représentation par exemple le nombre de bars de la galaxie ?

Dans le même esprit, la "Photo de l'univers", qui dans ce cas est un assemblage de photos prises par des satellites avec plus ou moins de résolutions.
J'imagine que le système qui fait l'acquisition des photos, photographie tout ce qui est autour de lui. Il se trouve donc au centre d'une "sphère" qui représente l'univers observable.
Mais j'ai du mal à passer de la "photo" de l’intérieur d'une Sphère à la représentation que l'on trouve de la photo de l'univers, je ne parle pas de son contenue mais de sa forme , une forme ovale autour d'un équateur ..
Cette photo de l'univers:
- Est-elle une représentation de l'univers comme si nous regardions une face l'univers observable, depuis l’extérieur de l'univers observable ?
- Est-elle le résultat d'une projection de l'univers observable en 2D , comme celles de la terre pour en éditer des cartes ?
- Est-elle l'intégralité de l'univers observable, ou juste une portion utile au scientifique pour l’étude du font diffus..?
- ... ?

merci à vous
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[Deedee81]

Bonjour,

Déplacement en pédagogie (au moins pour le moment).

[Deedee81]

Il y a deux choses dans ta question.

- Tout d'abord les représentations de la voie lactée. C'est évidemment soit des images d'artiste ou des reconstitutions sur base des observations. Seul le deuxième cas est intéressant.

En effet, il y a une difficulté : il est très difficile de déterminer les distances des étoiles observées. Et donc il manque la "profondeur". Et de là, une reconstitution globale est malaisée. Et d'ailleurs, il n'y a pas si longtemps que l'on sait que la voie lactée est une spirale barrée et non une simple spirale !!!! Avec l'amélioration des techniques on a progressivement amélioré l'image globale : nombre de bras spiraux etc....

La meilleure manière de déterminer la distance est la méthode de parallaxe. C'est une méthode absolue (sinon on en est réduit aux modèles d'étoiles et estimer leur distance avec la luminosité). Il y a eut une énorme amélioration g^race au satellite hyparcos dans les années 90 : https://fr.wikipedia.org/wiki/Hipparcos
Avec 118000 étoiles on a alors une bien meilleure image de la galaxie (à compléter des autres qui restent estimées).
Et encore plus récemment : https://fr.wikipedia.org/wiki/Gaia_(satellite)
1.3 milliards d'étoiles (en l'état actuel, avec des données très précises dont les distances)
Et là on a cette fois une très bonne image de la galaxie.

Ensuite.
Pour l'image de l'univers effectivement on en a une vue sphérique, c'est la "coquille" d'où a été émise le rayonnement fossile il y a 13.6 milliards d'années.
La représentation ovale est due au choix du système de coordonnées.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C..._c%C3%A9lestes
Ca ne donne aucune idée de la forme réelle de l'univers (pour peu que cela ait même un sens !!!! (*)) puisqu'on n'en voit qu'une petite partie.
Les recensement de galaxies par les observations en ciel profond et grand angle donnent des cartes 3D plus précises et complètes (là, la détermination des distances des galaxies sont précises grâce au redshift, calibré par les supernovae, les céphéides et bien sûr plus proche la parallaxe).
Par exemple https://fr.wikipedia.org/wiki/Sloan_Digital_Sky_Survey et d'autres (voir liens en bas).

Donc ça répond à ta question : ce sont des images complètes ou partielles, selon, et avec une représentation parfois 2D de type cartographique.

(*) l'univers peut être fini mais non borné, infini, avec des topologies particulières. Et pour peu que le principe cosmologique ne s'applique plus sur quelques centaines de milliards d'AL (par exemple) il deviendrait impossible d'avoir un temps cosmologique "universel" pour tout l'univers et donc de faire une "coupe" à un instant donné et de définir une forme. Les possibilités sont aussi riches que l'imagination des mathématiciens.... à défaut de faire jouer l'imagination du physicien qui nécessite des informations qu'on ne peut pas avoir (au delà de l'univers observable c'est par définition non observable).

[Gilgamesh]

Concernant la morphologie de la Galaxie, en plus de l'astrométrie dans l'optique (qui est entrée dans un âge d'or avec Hipparcos puis Gaia) il faut rajouter l'importance de la radioastronomie, notamment l'étude de la raie à 21 cm de l'hydrogène neutre (nuages HI), observée pour la première fois en 1951. Cette raie est observable partout dans notre Galaxie avec une intensité plus grande sur la tranche du disque où sont concentrée la majorité des étoiles. L'intérêt de cette raie est donc qu'elle est présente partout et qu'elle est peu absorbée par le milieu interstellaire ce qui permet d'observer toute la Galaxie, y compris les régions situées derrière le centre galactique. Et c'est la distribution spatiale des nuages HI, déterminée à partir des variations d'intensité de la raie 21 cm
ainsi que leur vélocité dans l'axe de visé mesuré par effet Doppler sur cette même raie qui a permis de montrer que notre Galaxie possédait une structure spirale, voir ci dessous.

Dans les régions plus denses et poussiéreuses où naissent les étoiles, l'hydrogène est sous forme moléculaire H₂. Cette molécule n'émet pas en radio, mais on utilise un "proxy" qui est la molécule de CO. Les poussières elles même ont un rayonnement thermique observable dans l'infrarouge lointain (la mission Planck a notamment permis d'en faire un relevé très précis).

La superposition des cartes des régions HI + CO + poussières est vraiment ce qui va permettre de donner la morphologie des bras.

sources :

How to search for spiral arms?
Lecture notes 15: The Milky Way Morphology
La Voie lactée: une galaxie peu ordinaire et une formation exceptionnellement calme

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Concernant la morphologie de la Galaxie, il faut rajouter l'importance des études de la raie à 21 cm

C'est vrai qu'elle a une importance à la fois historique et actuelle indéniable (et même énorme). Mais concernant la morphologie de la galaxie, il faut quand même déterminer la distance. Est-ce que cette raie apporte une aide de ce point de vue ?

[Gilgamesh]

Salut,



C'est vrai qu'elle a une importance à la fois historique et actuelle indéniable (et même énorme). Mais concernant la morphologie de la galaxie, il faut quand même déterminer la distance. Est-ce que cette raie apporte une aide de ce point de vue ?

Y'a un peu de trigo à faire, c'est expliqué dans cet article de 1954, page 133
The spiral structure of the outer part of the Galactic System derived from the hydrogen emission at 21 cm wavelength

[Deedee81]

Page 133 et suivantes en particulier. Wow, costaud cet article !!!!
Merci,