Ensemble très nombreux d’étoiles présentant les mêmes caractères généraux que la Galaxie, à laquelle appartient le système solaire.
Les galaxies ne doivent pas être confondues avec des nébulosités, et les plus proches sont entièrement résolubles en étoiles dès que le pouvoir séparateur des instruments utilisés est suffisant. On en connaissait déjà 11 000 à la fin du siècle dernier, et la plus brillante, située dans la constellation d’Andromède (M 31), est connue depuis l’Antiquité. Le nombre de ces objets accessibles au grand télescope du mont Palomar (capable d’observer des objets lumineux jusqu’à la magnitude photographique 23) est de l’ordre de 500 millions. En dehors du plan galactique moyen, on compte en moyenne trois fois plus de ces objets flous, à forme plus ou moins aplatie, que d’étoiles. Notre propre Galaxie n’est ainsi qu’un îlot stellaire parmi des centaines de millions d’autres.
Formes des galaxies
On distingue trois formes différentes de galaxies :
— forme spiralée, avec un noyau globulaire et des bras qui s’enroulent en spirales autour de lui ;
— forme elliptique, sans matière interstellaire ;
— forme irrégulière, avec parfois amorce de formation de spires.
À la forme spiralée est presque toujours associée la présence de matière interstellaire sombre visible soit entre les bras des spires (galaxies vues plus ou moins de face), soit sous forme d’une bande équatoriale sombre (galaxies vues de profil). Les galaxies spiralées sont elles-mêmes subdivisées en deux catégories : spirales normales et spirales barrées. Dans le noyau des galaxies spiralées et dans les galaxies elliptiques, on ne rencontre jamais d’étoiles supergéantes bleues (très chaudes), très dépensières de leur énergie, et par conséquent à vie beaucoup plus courte que les étoiles normales. Sans aucun doute, ces formes différentes correspondent à des états différents d’évolution de ces univers. L’existence de spires en particulier pourrait correspondre à un âge récent des galaxies qui en comportent, car la rotation képlérienne des galaxies opère un brassage intense de matière qui tend à une répartition uniforme. Au bout d’un nombre de tours suffisant, ce fait est corroboré par l’existence de supergéantes bleues exclusivement dans les bras des galaxies spiralées ou bien dans certaines galaxies irrégulières.
Galaxies particulières
Les deux galaxies les plus proches de notre univers sont le Grand et le Petit Nuage de Magellan, qui appartiennent au ciel austral et ne sont distants de nous que de 50 000 pc. On y trouve tous les objets célestes observés dans notre Galaxie (étoiles variables, céphéides, novae, supernovae, supergéantes bleues, etc.). Le diamètre apparent du Grand Nuage de Magellan est de 3,5°, tandis que celui du Petit Nuage est de moitié moindre. Après les Nuages de Magellan, les deux galaxies les plus proches sont Andromède (M 31) et le Triangle (M 33), dont les distances respectives sont 60 000 et 580 000 pc.
Les amas de galaxies
Le peuplement de l’espace en galaxies apparaît comme non uniforme. Celles-ci sont groupées en amas d’importance inégale, comportant parfois plusieurs milliers d’unités.
Notre Galaxie appartient à un amas, dit « amas local », dont on a identifié jusqu’à présent 19 membres et dont le rayon est d’environ 600 000 pc. L’Univers est comme « pavé » d’amas de galaxies, sans grand intervalle entre les différents amas. En revanche, dès que les statistiques portent sur des domaines suffisamment grands par rapport aux dimensions des amas, on retombe sur un peuplement homogène de l’espace. Les galaxies les plus brillantes ont le même éclat intrinsèque dans tous les amas suffisamment riches.
Après l’amas local, le plus important dans l’Univers, parce qu’il contient des galaxies encore résolubles en étoiles, est l’Amas Virgo, dans la constellation de la Vierge, au contour irrégulier, dont la plus grande dimension atteint 4.106 pc environ. Sur une surface partielle de 12 degrés carrés, plus de 500 galaxies y sont dénombrées ; son centre se trouve à une distance du Soleil de l’ordre de 8.106 pc.
Matière intergalactique
Jusqu’en 1950, aucun indice observable, aucune absorption totale ou différentielle n’avait permis de conclure à l’existence de matière cosmique dans l’espace intergalactique. Depuis, la réalité de matériaux abondants est apparue grâce au puissant instrument du mont Palomar.
1. Des ponts brillants de matière relient très souvent deux ou trois galaxies voisines. Ces « ficelles » peuvent dépasser 300 000 pc de longueur. En outre, un bras isolé apparaît en général pour chaque galaxie aux antipodes de la ficelle.
2. Le centre des grands amas de galaxies est saturé de matériaux brillants diffus (étoiles libres ou galaxies naines) entre les galaxies visibles.
3. Les recensements de galaxies faibles sur le fond du ciel révèlent un fléchissement de leur nombre moyen dans l’aire d’un amas de grosses galaxies : il semble bien y avoir un nuage de matériaux absorbants dans la sphère d’un amas de galaxies. Mais il est impossible d’évaluer la contribution de ces matériaux diffus à la densité moyenne.
