Pendant des centaines de milliers d’années, l’humanité a scruté le ciel nocturne avec une question en tête : qu’y a-t-il d’autre là-bas ?
Il y a la lune (8), bien sûr, et puis le soleil. Et à mesure que notre vision du ciel nocturne s’est affinée, nous avons découvert d’autres objets, comme les sept autres planètes qui gravitent autour du soleil et leurs nombreuses lunes. Nous avons repéré des comètes et des astéroïdes, des trous noirs et des galaxies, remplies de millions d’étoiles. Lors des nuits particulièrement sombres, on peut même repérer les bords de notre propre galaxie, la Voie lactée.
Combien de galaxies y a-t-il exactement ? Selon les estimations actuelles, il pourrait y avoir jusqu’à 2 trillions – c’est un trillion avec un T – de galaxies dans l’univers observable.
Chaque galaxie possède un ensemble unique de caractéristiques et de particularités. Au cours de millions d’années, elles forment des gaz, des poussières, des étoiles, des planètes et des lunes. Au centre de la plupart des galaxies se trouve un trou noir supermassif, qui tire sur les étoiles proches.
Le célèbre astronome Edwin Hubble a été le premier à concevoir un système de classification galactique des caractéristiques célestes en 1926. Selon sa classification (très simplifiée), il existe cinq grands types de galaxies : spirale, spirale barrée (la Voie lactée est une spirale barrée), lenticulaire, elliptique et irrégulière.
Arithmétique intergalactique
Ce n’est que ces dernières années que nous avons pu estimer et comprendre combien il y a d’autres choses dans l’univers. Les scientifiques utilisent des télescopes comme le télescope spatial Hubble en orbite autour de la Terre et l’observatoire des rayons X Chandra, ainsi que le très grand télescope terrestre de l’Observatoire européen austral pour effectuer des relevés galactiques et identifier combien de galaxies se trouvent dans une parcelle du ciel de la taille d’une tête d’épingle tenue à bout de bras.
Compter les galaxies, c’est un peu comme jouer à un jeu cosmique de « Où est Waldo ». Les astronomes ont pour mission de compter toutes les galaxies qu’ils peuvent trouver dans cette minuscule parcelle d’espace, puis de l’extrapoler à l’ensemble du ciel.
Découper une fraction du ciel et identifier toutes les galaxies qui s’y trouvent dans le large spectre des longueurs d’onde n’est pas une tâche facile. Il faut se battre contre la poussière et les autres matières qui peuvent atténuer la lumière d’une galaxie. Et il faut beaucoup de temps à Hubble et aux autres télescopes pour prendre ces images et les assembler.
Il existe sans aucun doute des galaxies que nous ne pouvons même pas voir. Comme notre univers est en expansion, certaines galaxies extrêmement lointaines et anciennes, qui se sont formées peu après le big bang, s’éloignent de nous à une vitesse supérieure à celle de la lumière. Il est pratiquement impossible de les repérer avec la technologie actuelle.
Hubble Goes Deep
Nous devons en grande partie au télescope spatial Hubble d’avoir éclairé notre place dans l’univers. Quand il ne poursuit pas des comètes ou ne compte pas des anneaux planétaires, Hubble prend périodiquement des photos détaillées de minuscules tranches de ciel. Hubble a publié la première étude Deep Field en 1995.
« Nous essayions de trouver une sorte de zone indiscriminée du ciel où aucune observation n’avait été faite auparavant », a déclaré Robert Williams, l’ancien directeur de l’Institut scientifique du télescope spatial, à Vox en 2016. L’image a révolutionné l’astronomie. À partir de l’image scintillante, les astronomes ont repéré environ 1 500 galaxies scintillantes. Les images ultérieures en ont révélé encore plus.
En 2012, l’image eXtreme Deep Field de Hubble a été publiée. Au cours de dix années, le télescope avait pris des images d’une minuscule parcelle de ciel pendant un total de 50 jours. Elle a révélé une tranche de ciel – environ un trente-deux millionième du ciel, pour être exact – parsemée de galaxies scintillantes de toutes formes et de toutes tailles. Grâce à cette nouvelle image, les astronomes ont estimé qu’il pourrait y avoir 100 à 200 milliards de galaxies dans l’univers observable.
Mais à peine quatre ans plus tard, une équipe de chercheurs de l’Université de Nottingham a réanalysé les images de Hubble et évalué les données d’autres observatoires, tirant notre compte de galaxies à l’échelle de l’univers par un facteur de 10 à 2 trillions. Les astronomes ont publié leurs nouveaux chiffres dans l’Astrophysical Journal.
« Cela dépasse l’entendement que plus de 90 % des galaxies de l’Univers n’aient pas encore été étudiées », déclarait alors à l’Atlantic l’astrophysicien Christopher Conselice de l’Université de Nottingham au Royaume-Uni. « Qui sait quelles propriétés intéressantes nous trouverons lorsque nous découvrirons ces galaxies avec les futures générations de télescopes ? »
Estimations de la prochaine génération
Dans un sens, nous jouons au jeu du chat et de la souris avec l’univers. Nous nous efforçons de mettre au point des instruments suffisamment puissants pour observer des galaxies qui s’éloignent de nous à une vitesse vertigineuse. Le prochain télescope spatial James Webb devrait prendre les rênes de Hubble en tant que télescope spatial prééminent pour le repérage des galaxies.
L’observatoire infrarouge est 100 fois plus puissant que Hubble et aura la capacité de sonder le cosmos avec plus de détails que jamais auparavant, repérant des galaxies lointaines trop faibles pour que toutes les générations précédentes de télescopes puissent les voir. Les astronomes espèrent pouvoir observer des galaxies qui se sont formées juste après le Big Bang, il y a environ 13,5 milliards d’années. Cela nous permettra de nous rapprocher le plus possible du début de tout.