Formation et évolution des galaxiesL'étude de la formation et de l'évolution des galaxies s'intéresse aux processus ayant abouti à la formation d'un univers hétérogène à partir d'une prémisse homogène, à la formation des premières galaxies (processus appelé galactogenèse), à la façon dont les galaxies changent avec le temps, et aux processus qui ont conduit à la grande variété des structures observées parmi les galaxies proches. C'est l'un des domaines de recherche les plus actifs en astrophysique.
Galaxie à sursauts de formation d'étoilesUne galaxie à sursaut de formation d'étoiles ou galaxie à flambée (de formation) d'étoiles (starburst galaxy en anglais) est une galaxie présentant un taux exceptionnel de formation d'étoiles par rapport aux taux observés dans la plupart des galaxies. Ce phénomène est limité dans le temps et constitue une étape dans la vie d'une galaxie. On déduit des observations que les sursauts de formation d'étoiles dans une galaxie résultent principalement d'une collision, ou d'une interaction avec une ou plusieurs galaxies proches.
Rémanent de supernovaUn rémanent de supernova est la matière éjectée lors de l'explosion d'une étoile en supernova. Il existe deux voies possibles qui aboutissent à la création d'un rémanent : une étoile massive cessant de générer de l'énergie par l'intermédiaire de la fusion nucléaire dans son cœur, et finissant par s'effondrer sous l'effet de sa propre pesanteur. On parle de supernova à effondrement de cœur, au centre duquel se trouve un résidu compact (étoile à neutrons ou trou noir).
Supernovavignette|Le rémanent de supernova de Kepler (ou SN 1604) vu par les trois grands télescopes spatiaux : Chandra (en rayons X), Hubble (dans le spectre visible) et Spitzer (en infrarouge), avec une vue recombinée (image principale). Une supernova est l'ensemble des phénomènes qui résultent de l'implosion d'une étoile en fin de vie, notamment une gigantesque explosion qui s'accompagne d'une augmentation brève mais fantastiquement grande de sa luminosité.
Évolution stellaireL'évolution d'une étoile, ou évolution stellaire, désigne l'ensemble des phénomènes allant de la formation à la d'une étoile. Elle peut être décomposée en plusieurs phases principales dont la formation de l'étoile, son séjour sur la séquence principale et sa phase finale. Durant sa vie, une étoile émet des particules et des rayonnements électromagnétiques (dont une partie sous forme de rayonnements visibles) grâce à l'énergie dégagée par les réactions de fusion nucléaire produites dans les zones internes de l'étoile.
Trou noir stellaireUn trou noir stellaire est l'un des quatre types de trous noirs, avec les trous noirs primordiaux, les trous noirs intermédiaires et les trous noirs supermassifs. Créé par l'effondrement d'une étoile massive sur elle-même, un tel trou noir a une masse comprise entre un minimum de trois à cinq masses solaires () et un maximum de . En 2019 un trou noir stellaire de a été identifié dans la Voie lactée mais son existence a été remise en cause l'année suivante.
Galaxievignette|redresse=1.5|M51, la Galaxie du Tourbillon, un exemple typique de galaxie spirale. Une galaxie est une structure cosmique formée par le rassemblement d'étoiles et de leurs planètes éventuelles, de gaz, de poussière interstellaire, peut-être essentiellement de matière noire, et contenant souvent un trou noir supermassif en son centre. Les galaxies peuvent elles-mêmes se rassembler en groupes de galaxies, eux-mêmes pouvant se structurer en amas et superamas de galaxies.
Galaxie naineUne galaxie naine est une petite galaxie composée de 100 millions à quelques milliards d'étoiles, un nombre relativement faible par rapport aux 200 à 400 milliards d'étoiles estimés de la Voie lactée. Ces galaxies gravitent souvent autour de galaxies plus importantes comme la Voie lactée, la galaxie d'Andromède ou la galaxie du Triangle. La Voie lactée possède plus d'une trentaine de galaxies naines connues qui gravitent autour d'elle. La plus grande d'entre elles est le Grand Nuage de Magellan, d'un diamètre d'environ 15000 années-lumière.
Supernova neutrinosSupernova neutrinos are weakly interactive elementary particles produced during a core-collapse supernova explosion. A massive star collapses at the end of its life, emitting on the order of 1058 neutrinos and antineutrinos in all lepton flavors. The luminosity of different neutrino and antineutrino species are roughly the same. They carry away about 99% of the gravitational energy of the dying star as a burst lasting tens of seconds. The typical supernova neutrino energies are 10MeV.
Galaxy ZooGalaxy Zoo est un projet astronomique en ligne qui propose aux internautes de collaborer au projet de classifier plus d'un million de galaxies. Les internautes bénévoles doivent travailler sur des images prises par le programme Sloan Digital Sky Survey et décider si les galaxies sont elliptiques ou spirales et signaler si elles possèdent des particularités comme avoir des spirales en forme de barre ou bien avoir subi des transformations. Le but de ce recensement est de valider les différents modèles galactiques proposés par les scientifiques.
Étoile à neutronsthumb|300px|RX J1856.5-3754, une étoile à neutrons isolée proche du Système solaire, dont l'émission de surface est vue par le télescope spatial Hubble. Une étoile à neutrons est un astre principalement composé de neutrons maintenus ensemble par les forces de gravitation. De tels objets sont le résidu compact issu de l'effondrement gravitationnel du cœur de certaines étoiles massives lorsque celles-ci ont épuisé leur combustible nucléaire. Une étoile à neutrons peut présenter différents aspects.
Galaxie de Seyfertvignette|NGC 1097, vue prise par Hubble. Cette galaxie de Seyfert contient en son centre un trou noir supermassif de 100 millions de masses solaires. vignette|NGC 5793 est une galaxie de Seyfert située à plus de 150 millions d'années-lumière dans la constellation de la Balance. Les galaxies de Seyfert sont des galaxies spirales caractérisées par un noyau extrêmement brillant et compact. D'une brillance de surface très élevée, leur noyau représente l'une des plus grandes sources de rayonnement électromagnétique connues de l'Univers, possiblement liée au trou noir supermassif en leur centre.
Vent stellaireLe vent stellaire est un flux de plasma constitué essentiellement de protons et des électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère des étoiles. Le vent stellaire provenant de notre propre Soleil est appelé vent solaire. Le vent stellaire est un flux continu de la matière provenant de la surface des étoiles. Les vitesses de vent sont, selon le type d'étoile de quelques dizaines à plusieurs milliers de kilomètres par seconde, la masse de perte observée varie selon le taux de 10 à 10 ·a.
Supernova à effondrement de cœurvignette|upright=1.3|Représentation d'artiste de SN 1987A. La supernova à effondrement de cœur est l'un des deux principaux mécanismes de formation de supernova, l'autre étant la supernova thermonucléaire (). Les types spectraux correspondants sont le , le (si l'étoile a perdu son enveloppe d'hydrogène) ou le (si l'étoile a perdu ses enveloppes d'hydrogène et d'hélium). Ce type de supernova correspond à l'expulsion violente des couches externes des étoiles massives (à partir de ) en fin de vie.
Rayonnement cosmiqueLe rayonnement cosmique est le flux de noyaux atomiques et de particules de haute énergie (c'est-à-dire relativistes) qui circulent dans le milieu interstellaire. Le rayonnement cosmique est principalement constitué de particules chargées : protons (88 %), noyaux d'hélium (9 %), antiprotons, électrons, positrons et particules neutres (rayons gamma, neutrinos et neutrons). La source de ce rayonnement se situe selon les cas dans le Soleil, à l'intérieur ou à l'extérieur de notre galaxie.
Trou noir supermassifvignette|En haut : vue d'artiste d’un trou noir supermassif absorbant la matière environnante. En bas : images supposées d'un trou noir dévorant une étoile dans la galaxie . Photo en avec le télescope Chandra à gauche ; photo optique prise par le VLT de l'ESO à droite. Un trou noir supermassif (TNSM) est un trou noir dont la masse est de l'ordre d'un million de masses solaires ou plus. Il constitue l’un des quatre types de trous noirs avec les trous noirs primordiaux, les trous noirs stellaires, les trous noirs intermédiaires.
Structure stellairethumb|Diagramme montrant la structure interne d'une étoile telle que le Soleil : 1. Noyau 2. Zone de rayonnement 3. Zone de convection 4. Photosphère 5. Chromosphère 6. Couronne 7. Tache solaire 8. Granulation 9. Éruption solaire Les modèles de structure stellaire décrivent la structure interne des étoiles de différentes masses et âges, ainsi que permettent de faire des prédictions sur la luminosité, la couleur et l'évolution future de ces étoiles.
Galaxie irrégulièreUne galaxie irrégulière est une galaxie qui ne montre aucune structure régulière ou discernable et qui pour cette raison est classée à part dans la classification de Hubble des galaxies. La plupart des galaxies irrégulières sont des galaxies naines (elles contiennent de 10 millions à un milliard d'étoiles). Leur luminosité n'est pas affectée par leur forme irrégulière car elles sont souvent riches en jeunes étoiles brillantes, mais leur petite taille les rend difficiles à détecter, c'est pourquoi on ne détecte que celles plutôt proches de nous.
Trou noiralt=|vignette|Le disque d'accrétion du trou noir M87* imagé par l'en. Le trou noir lui-même est invisible, au centre de la zone noire centrale. En astrophysique, un trou noir est un objet céleste si compact que l'intensité de son champ gravitationnel empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s'en échapper. De tels objets ne peuvent ni émettre, ni diffuser la lumière et sont donc noirs, ce qui en astronomie revient à dire qu'ils sont optiquement invisibles.
Dynamique stellaireLa dynamique stellaire est la branche de l'astrophysique qui décrit de manière statistique les mouvements des étoiles du fait de leur propre gravité. La différence principale avec la mécanique céleste est que toute étoile contribue plus ou moins au champ gravitationnel total, alors que la mécanique céleste privilégie les corps massifs et leurs effets sur les autres corps. La dynamique stellaire porte habituellement sur les propriétés statistiques globales de plusieurs orbites plutôt que sur les valeurs spécifiques des positions et des vitesses des orbites individuelles.
