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.
Amas de galaxiesUn amas de galaxies, ou amas galactique, est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En dessous de 100, on parle plutôt de groupe de galaxies, même si la frontière entre groupe et amas n'est pas clairement définie. Ces amas se caractérisent par leur forme spécifique (sphérique, symétrique ou quelconque), ainsi que par la répartition et leurs nombres de galaxies (jusqu'à plusieurs milliers). Ils se sont formés il y a 10 milliards d'années et plus.
Galaxie satelliteUne galaxie satellite gravite autour d'une plus grande galaxie. Dans une paire de galaxies en orbite, si l'une est nettement plus grande que l'autre, alors, la plus grosse est la galaxie primaire et la plus petite, la galaxie satellite. Si deux galaxies en orbite sont de taille plus ou moins équivalentes, on dit qu'elles forment un système binaire, comparable (mais à une tout autre échelle) à un système binaire d'étoiles. Des galaxies qui se rapprochent peuvent entrer en collision.
Matière noirevignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données du satellite Planck. La matière noire en est une des composantes principales. La matière noire ou matière sombre, est une catégorie de matière hypothétique, invoquée dans le cadre du Modèle ΛCDM pour rendre compte de certaines observations astrophysiques, notamment les estimations de la masse des galaxies ou des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond diffus cosmologique.
Amas de la ViergeL'amas de la Vierge est un grand amas de galaxies situé à une distance de . Il fut découvert par Charles Messier en 1781, qui cartographia un grand nombre de ses galaxies les plus importantes, notamment la galaxie géante M87. Cet amas est au centre du superamas de la Vierge, dont fait partie le Groupe local et a fortiori la Voie lactée. Il est situé dans la constellation de la Vierge et son diamètre angulaire est d'environ 8 degrés. Il comporte approximativement entre et , dont beaucoup sont visibles avec un petit télescope.
Halo de matière noirevignette|Halo de matière noire créé par une simulation cosmologique à N corps. Un halo de matière noire est un composant hypothétique d'une galaxie qui enveloppe le disque galactique et s'étend bien au-delà des limites visibles de la galaxie. La masse du halo est la portion dominante de la masse totale de la galaxie. Étant donné qu'ils sont constitués de matière noire, les halos ne peuvent pas être observés directement, mais leur existence est déduite de leurs effets sur le mouvement des étoiles et du gaz dans les galaxies.
Galaxy groups and clustersGalaxy groups and clusters are the largest known gravitationally bound objects to have arisen thus far in the process of cosmic structure formation. They form the densest part of the large-scale structure of the Universe. In models for the gravitational formation of structure with cold dark matter, the smallest structures collapse first and eventually build the largest structures, clusters of galaxies. Clusters are then formed relatively recently between 10 billion years ago and now.
Amas stellaireUn amas stellaire est une concentration locale d'étoiles d'origine commune et liées entre elles par la gravitation, dans un espace dont les dimensions peuvent atteindre 200 pc. Ces objets sont classés en plusieurs familles selon leur aspect ; ce sont, par compacité croissante : les associations stellaires, les amas ouverts et les amas globulaires. Les amas stellaires se maintiennent par l'attraction gravitationnelle mutuelle de leurs membres.
Historique des connaissances sur les galaxies, amas de galaxies et structures à grande échelle du cosmosCet article concerne l'historique des connaissances sur les galaxies, amas de galaxies, et structures à grande échelle du cosmos. Démocrite propose l'idée que la bande brillante visible dans le ciel nocturne connue sous le nom de Voie lactée peut être constituée d'étoiles ; Aristote croit que la Voie lactée est causée par « la combustion d'exhalaisons incandescentes de certaines étoiles qui sont grandes, nombreuses et proches les unes des autres » et que la « combustion s'est allumée dans la partie supérieure de l'atmosphère, dans la région du monde en contact avec les mouvements célestes » ; 964 : Abd al-Rahman al Soufi (Azophi), un astronome perse, effectue la première observation connue de la galaxie d'Andromède et du Grand Nuage de Magellan dans son Livre des Étoiles fixes.
Galaxie d'AndromèdeLa galaxie d'Andromède, également désignée M31 dans le Catalogue de Messier et NGC 224, est une galaxie spirale située à environ d'années-lumière du Soleil, dans la constellation d'Andromède. La galaxie d'Andromède (NGC 224) a été utilisée par Gérard de Vaucouleurs comme une galaxie de type morphologique SA(s)b dans son atlas des galaxies.
Halo galactiquevignette|La galaxie elliptique NGC 3923 et son halo. Un halo galactique est une composante, grossièrement sphérique, d'une galaxie qui s'étend au-delà de la partie principale visible de la galaxie. Le halo galactique est constitué : d'un halo stellaire ; d'une couronne galactique (un gaz chaud, c'est-à-dire un plasma) ; d'un halo de matière noire. La distinction entre le halo et le corps principal de la galaxie est la plus nette dans les galaxies spirales, où la forme sphérique du halo contraste avec le disque galactique.
Amas ouvertEn astronomie, un amas ouvert est un amas stellaire groupant environ de 100 à étoiles de même âge liées entre elles par la gravitation, et dont le diamètre varie de 1,5 à 15 pc, avec une moyenne de 4 à 5 pc. Les amas ouverts sont peu lumineux et s’observent essentiellement dans notre Galaxie, où ils se situent dans le plan galactique, et dans les galaxies proches : les deux Nuages de Magellan et la galaxie d’Andromède. On pense qu'ils se forment au sein des nuages moléculaires, les grands nuages de gaz et de poussières qui constituent les nébuleuses diffuses.
Matière noire froideEn cosmologie, la matière noire froide (ou CDM, de l'anglais Cold dark matter) est une forme de matière hypothétique (une sorte de matière noire) dont les particules se déplacent lentement par rapport à la vitesse de la lumière (d'où le qualificatif de froide) qui interagit faiblement avec la matière ordinaire et le rayonnement électromagnétique (noire). On pense qu'environ 84,54 % de la matière qui compose l'univers est de la matière noire, la matière baryonique (qui compose les étoiles, les planètes et les êtres vivants) n'étant qu'une fraction du reste.
Milieu intra-amasEn astronomie, le milieu intra-amas désigne le plasma chauffé typiquement entre 10 et de kelvins présent au sein des amas de galaxies. Il est constitué principalement d'atomes d'hydrogène et d'hélium entièrement ionisés et constitue la majeure partie de la matière baryonique de l'Univers. La température élevée du milieu intra-amas provient de l'énergie potentielle gravitationnelle libérée lors de la formation des amas de galaxies : l'énergie cinétique résultant de l'agglomération de la matière dans l'amas sous l'effet de son champ gravitationnel est convertie en énergie thermique sous l'effet des ondes de choc produites par la compression du milieu à grande échelle.
Courbe de rotation des galaxiesLa courbe de rotation d'une galaxie peut être représentée par un graphe qui pointe la vitesse orbitale des étoiles ou du gaz dans la galaxie sur l'axe des Y en fonction de leur distance depuis le centre de la galaxie sur l'axe des X. Une règle (ou loi) générale de rotation des disques de particules en rotation peut s'énoncer ainsi : les galaxies dont la distribution des masses est uniforme ont des courbes de rotation croissante du centre vers les bords.
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.
Groupe localLe Groupe local de galaxies ou, plus simplement, le Groupe local est le groupe de plus de 60 galaxies auquel appartient la Voie lactée. Son diamètre est d’environ de parsecs (soit environ 10 millions d'années-lumière). Le Groupe local semble être un représentant typique des groupes de galaxies qui se trouvent dans l’univers. Il possède à peu près tous les types usuels de galaxies, à l’exception des galaxies elliptiques géantes qui ne sont jamais présentes dans des structures aussi petites.
Problème des galaxies nainesvignette|NGC 1140, une galaxie naine située à environ 60 millions d'années-lumière de la Terre (télescope spatial Hubble). Le problème des galaxies naines est l'un de ceux qui résultent des simulations informatiques cosmologiques qui prédisent l'évolution de la distribution de la matière dans l'Univers. La matière noire semble s'amasser hiérarchiquement et en un nombre sans cesse croissant de halos d'une taille sans cesse décroissante.
Galaxies en interactionL'interaction de galaxies est le résultat de la perturbation d'une galaxie par le champ gravitationnel d'une deuxième et réciproquement. Un exemple d'interaction mineure est le cas d'une galaxie satellite perturbant les bras d'une galaxie spirale primaire. Un exemple majeur d'une interaction serait la collision et la réunion de deux galaxies. À notre échelle, les galaxies sont tellement loin que nous avons peine à nous imaginer la distance, mais à l'échelle galactique, certaines sont plus proches que d'autres, ce qui donne lieu à des interactions massives.
Milieu interstellaire300px|vignette|La répartition d'hydrogène ionisé dans des régions du milieu interstellaire, vue depuis l'hémisphère nord de la Terre. En astronomie, le milieu interstellaire (en anglais, interstellar medium ou ISM) est la matière qui, dans une galaxie, remplit l'espace entre les étoiles et se fond dans le milieu intergalactique environnant. Il est un mélange de gaz (ionisés, atomiques et moléculaires), de rayons cosmiques et de poussières. L'énergie qui occupe le même volume, sous forme de rayonnement électromagnétique, correspond au champ de rayonnement interstellaire.
