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.
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.
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.
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.
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.
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.
Galaxie lumineuse en infrarougeEn astronomie, une galaxie lumineuse en infrarouge (LIRG, pour l'anglais luminous infrared galaxy) est une galaxie émettant plus de la luminosité solaire L dans le domaine infrarouge (8-1000 microns) du spectre électromagnétique. Un système plus lumineux, émettant plus de dans l'infrarouge est appelé galaxie ultra-lumineuse en infrarouge (ULIRG, pour ultraluminous infrared galaxy). Un système encore plus lumineux, émettant plus de dans l'infrarouge lointain, est appelé galaxie hyper-lumineuse en infrarouge (HLIRG ou HyLIRG, pour hyperluminous infrared galaxy).
Simulation d'un système à N corpsvignette| Une simulation à N corps de la formation cosmologique d'un amas de galaxies dans un univers en expansion. En physique et en astronomie, une simulation à N corps est une simulation d'un système dynamique de particules, généralement sous l'influence de forces physiques, telles que la gravité (voir problème à N corps pour d'autres applications). Les simulations à N corps sont des outils largement utilisés en astrophysique, depuis l'étude de la dynamique de systèmes à quelques corps comme le système Terre - Lune - Soleil, jusqu'à la compréhension de l'évolution de la structure à grande échelle de l'univers observable.
Physical cosmologyPhysical cosmology is a branch of cosmology concerned with the study of cosmological models. A cosmological model, or simply cosmology, provides a description of the largest-scale structures and dynamics of the universe and allows study of fundamental questions about its origin, structure, evolution, and ultimate fate. Cosmology as a science originated with the Copernican principle, which implies that celestial bodies obey identical physical laws to those on Earth, and Newtonian mechanics, which first allowed those physical laws to be understood.
Principe cosmologiqueLa cosmologie ne peut s’envisager qu’en faisant des hypothèses simplificatrices que l’on appelle des « principes cosmologiques ». Sans cet artifice, il faudrait en effet connaître les vitesses et les positions de toutes les particules dans l’espace, ce qui est tout simplement impossible. On distingue actuellement quatre grands principes : Le principe cosmologique d'homogénéité et d'isotropie ; Le principe cosmologique parfait (ou d'équivalence temporelle) ; Le principe cosmologique global ; Le principe cosmologique de l'Univers fractal.
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.
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.
Milieu intergalactique chaudthumb|Simulation informatique montrant la distribution du gaz dans le milieu intergalactique chaud Le milieu intergalactique chaud (ou WHIM pour warm-hot intergalactic medium) est un plasma clairsemé, chaud à très chaud (105 à ), dont les astrophysiciens supposent l'existence dans l'espace situé entre les galaxies. Ce milieu est supposé contenir de 40 à 50 % des baryons (c'est-à-dire la « matière normale » existant sous forme de plasma ou d'atomes et de molécules, par opposition à la matière noire) dans l'Univers tel qu'on peut l'observer actuellement.
Nuage interstellaireEn astronomie, nuage interstellaire est le nom générique donné aux accumulations de gaz et de poussières dans notre Galaxie. C'est le milieu d'où naissent les systèmes stellaires. Comptant quelques dizaines de milliards d'atomes par mètre cube (par opposition à notre atmosphère, qui en compte 25 millions de milliards de milliards), et s'étendant sur des centaines d'années-lumière, il contient l'équivalent de plusieurs milliers de fois la masse du Soleil en matière gazeuse.
Écoulement polyphasiqueUn écoulement polyphasique est un écoulement d'un fluide comportant plusieurs phases. On pourra par exemple étudier le comportement d'un fluide comportant des bulles de gaz, ou encore étudier le comportement de deux fluides non miscibles dans une canalisation. Équation générale : il est possible de réécrire l'équation du mouvement de base de tout fluide (équation de Navier-Stokes) pour un fluide polyphasique.
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.
Nébuleuse d'OrionLa nébuleuse d'Orion, également connue sous le matricule de M42, Sh2-281, LBN 974, ou NGC 1976, est un nuage diffus qui brille en émission et en réflexion au cœur de la constellation du même nom. C'est la nébuleuse la plus intense visible à l'œil nu depuis l'hémisphère nord, de nuit et en l'absence de pollution lumineuse. Elle peut être facilement observée avec des jumelles. Sa structure occupe un pan de ciel de 66 × 60 minutes d'arc, quatre fois plus étendu que la pleine lune. Sa taille est d'environ 24 années-lumière.
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.
Nuage interstellaire localvignette|200px|Diagramme des nuages avoisinants de matière au travers lesquels le Système solaire voyage ; les flèches indiquent le mouvement des nuages. vignette|200px|Carte montrant le Soleil près de la limite de notre nuage interstellaire local et Alpha Centauri à environ 4 années-lumière dans le Nuage G. Le Nuage interstellaire local, appelé parfois Peluche locale, est un nuage interstellaire mesurant environ de large. Le Système solaire s'y déplace actuellement, depuis son entrée s'étalant entre .
