Sciences · Astronomie et espace
Les amas de galaxies
Un amas de galaxies est un ensemble de centaines à milliers de galaxies liées par la gravitation. Ce sont les plus grandes structures stables de l’Univers, dominées par la matière noire et baignées de gaz très chaud.
Mis à jour le 3 min de lecture
Les galaxies ne sont pas dispersées au hasard. Elles se regroupent en groupes, en amas, et ces amas s’alignent le long de filaments qui forment la grande toile cosmique décrite dans Univers observable. La Voie lactée appartient à un modeste groupe d’une centaine de galaxies, lui-même en périphérie de l’amas de la Vierge.
Du groupe au superamas
| Structure | Nombre de galaxies | Taille typique | Exemple |
|---|---|---|---|
| Groupe | quelques-unes à une centaine | quelques millions d’années-lumière | Groupe local |
| Amas | centaines à milliers | environ 5 à 30 millions d’années-lumière | Amas de la Vierge, amas de Coma |
| Superamas | dizaines d’amas et de groupes | centaines de millions d’années-lumière | Laniakea |
| Filaments et vides | — | jusqu’à des milliards d’années-lumière | Grand mur Sloan, vide du Bouvier |
Groupes et amas sont liés par la gravitation : leurs galaxies tournent les unes autour des autres. Les superamas, eux, ne le sont généralement pas : l'expansion de l’Univers finira par les disperser.
Le Groupe local
Notre galaxie appartient au Groupe local, d’environ 10 millions d’années-lumière de diamètre. Il compte plus d’une centaine de galaxies connues, la plupart des galaxies naines. Trois spirales le dominent :
- la galaxie d'Andromède (M31), la plus grande ;
- la Voie lactée ;
- la galaxie du Triangle (M33), plus petite.
Les Nuages de Magellan, satellites de la Voie lactée, en font partie.
Quelques amas célèbres
| Amas | Distance approximative | Particularité |
|---|---|---|
| Amas de la Vierge | environ 54 millions d’années-lumière | Le grand amas le plus proche, plus de 1 000 galaxies, au centre la géante M87 |
| Amas du Fourneau | environ 60 millions d’années-lumière | Amas compact de l’hémisphère Sud |
| Amas de Coma (Chevelure de Bérénice) | environ 320 millions d’années-lumière | Plus de 1 000 galaxies, étudié par Zwicky en 1933 |
| Amas de la Balle | environ 3,7 milliards d’années-lumière | Collision de deux amas, preuve visuelle de la matière noire |
| SMACS 0723 | environ 4,2 milliards d’années-lumière | Sujet de la première image du télescope James-Webb (2022) |
Ce que contient vraiment un amas
Les galaxies ne représentent qu’une petite partie de la masse d’un amas. En ordre de grandeur :
| Composant | Part de la masse |
|---|---|
| Matière noire | environ 85 % |
| Gaz intra-amas très chaud (10 à 100 millions de degrés) | environ 12 % |
| Étoiles et galaxies | quelques pour cent |
Le gaz intra-amas, si chaud qu’il émet des rayons X, est observé par des télescopes spatiaux comme Chandra (NASA) ou XMM-Newton (ESA). Il contient plus de matière ordinaire que toutes les galaxies de l’amas.
Les mirages gravitationnels
La masse énorme d’un amas courbe l’espace-temps, comme le prévoit la relativité générale. La lumière des galaxies situées derrière lui est déviée et amplifiée : l’amas agit comme une lentille gravitationnelle, qui produit des arcs lumineux et des images multiples. Les astronomes s’en servent pour voir des galaxies très lointaines et pour cartographier la matière noire.
Laniakea, notre superamas
En 2014, une équipe dirigée par R. Brent Tully a cartographié les mouvements de milliers de galaxies et défini le superamas Laniakea, « horizon céleste immense » en hawaïen. Il s’étend sur environ 500 millions d’années-lumière et contient environ 100 000 galaxies, dont la Voie lactée, située en périphérie. Ses galaxies s’écoulent vers une région de forte concentration de masse, le Grand Attracteur.
Questions fréquentes
À quel amas appartient la Voie lactée ?
Elle fait partie du Groupe local, qui n’est pas un véritable amas, situé à la périphérie de l’amas de la Vierge, au sein du superamas Laniakea.
Les galaxies d’un amas entrent-elles en collision ?
Oui, régulièrement à l’échelle cosmique. Les collisions et le gaz chaud de l’amas, qui arrache le gaz des galaxies, transforment peu à peu les spirales en lenticulaires et en elliptiques.
Quel est le plus grand amas connu ?
Parmi les amas très massifs figure El Gordo, à environ 7 milliards d’années-lumière, d’une masse estimée à environ 2 millions de milliards de masses solaires. Les classements varient selon les méthodes de mesure.