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.
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.
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 activeEn astronomie, une galaxie active est une galaxie abritant un noyau actif (plus précisément noyau actif de galaxie, abrégé NAG, ou , abrégé AGN). Ce noyau est une région compacte au centre de la galaxie, dont la luminosité est beaucoup plus intense que la normale dans au moins un domaine du spectre électromagnétique (ondes radio, infrarouge, lumière visible, ultraviolet, rayons X ou rayons gamma), et qui présente des caractéristiques montrant que cette forte luminosité n'est pas d'origine stellaire.
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.
IllustrisIllustris est un projet de simulation numérique astrophysique géré par une équipe internationale de chercheurs. L'objectif est d'étudier les processus de formation des galaxies et de l'évolution de l'univers avec un modèle physique complet. Le modèle d'Illustris présente un morceau de l'univers sous la forme d'un cube dont chaque côté mesure 350 millions d'années-lumière. Il contient 41 416 galaxies, chacune très détaillée. Le modèle contient 12 milliards d'éléments visuels, à partir desquels des images peuvent être générées pour être comparées aux données réelles de l'univers.
Quasarvignette|350px|Vue d'artiste du quasar GB1508, entre le blazar (en blanc) et le disque (en jaune). Un quasar (source de rayonnement quasi-stellaire, quasi-stellar radiosource en anglais, ou plus récemment « source de rayonnement astronomique quasi-stellaire », quasi-stellar astronomical radiosource) est un trou noir supermassif au centre d'une région extrêmement lumineuse (noyau actif de galaxie). Les quasars sont les entités les plus lumineuses de l'Univers.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Décalage vers le rougeLe décalage vers le rouge (en en anglais) est un phénomène astronomique de décalage vers les grandes longueurs d'onde des raies spectrales et de l'ensemble du spectre — ce qui se traduit par un décalage vers le rouge pour le spectre visible — observé parmi les objets astronomiques lointains. À la suite des travaux de Lemaître et Hubble c'est un phénomène bien documenté, considéré comme la preuve initiale de l'expansion de l'Univers et du modèle cosmologique avec le Big Bang.
Amas globulaireEn astronomie, un amas globulaire est un amas stellaire très dense, contenant typiquement une centaine de milliers d'étoiles distribuées dans une sphère dont la taille varie d'une vingtaine à quelques centaines d'années-lumière. Leur densité est ainsi nettement plus élevée que celle des amas ouverts. Les étoiles de ces amas sont généralement des géantes rouges. On compte globulaires dans notre galaxie, la Voie lactée. Mais il en existe sans doute d'autres, qui restent indétectables parce que masqués par le disque galactique.
Disque d'accrétionUn disque d'accrétion est une structure astrophysique formée par de la matière en orbite autour d'un objet céleste central. Ce corps central est typiquement une jeune étoile, une proto-étoile, une naine blanche, une étoile à neutrons ou un trou noir. La forme de la structure est engendrée par l'action de la force gravitationnelle, attirant le matériel vers le corps central, les différentes vitesses initiales des particules, qui entraînent le matériel en forme de disque, et la dissipation d'énergie en son sein par viscosité, entraînant le matériel en spirale vers l'organe central.
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.
Trou noir primordialUn trou noir primordial est un type de trou noir hypothétique formé à l'époque de l'univers primordial dans les régions extrêmement denses. Dans les premiers instants de l'Univers selon la théorie du Big Bang, la pression et la température étaient si élevées que de simples fluctuations de densité de la matière suffisaient pour donner naissance à un trou noir. Alors que la plupart des régions de hautes densités ont été dispersées dans l'expansion qui a suivi, les trous noirs primordiaux sont restés stables, et seraient encore présents aujourd'hui.
Naissance des étoilesLa naissance des étoiles ou formation stellaire, voire stellogénèse ou stellogonie, est un domaine de recherche en astrophysique, qui consiste en l'étude des modes de formation des étoiles et des systèmes planétaires. Les étoiles en formation sont fréquemment appelées « étoiles jeunes ». Selon le scénario actuellement admis, confirmé par l'observation, les étoiles se forment en groupe à partir de la contraction gravitationnelle d'une nébuleuse, un nuage de gaz et de poussière, qui se fragmente en plusieurs cœurs protostellaires.
