Amas de galaxies - Définition

Groupe galactique HCG 87.

Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En deçà de 100, on parle plutôt de groupe de galaxies, même si la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux...) 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, ce qui est relativement tôt par rapport à l'âge de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) (environ 15 milliards d'années). Ces amas peuvent eux-mêmes s'associer en groupe plus grands pour former des superamas (En astronomie, un superamas est une association d'amas et de groupes de galaxies.).

Les amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la...) sont les structures stables, c'est-à-dire que ses constituants ne peuvent s'échapper du puits de potentiel (Un puits de potentiel désigne, en physique, le voisinage d'un minimum local d'énergie...) gravitationnel de l'amas, les plus grandes et les plus massives de l'Univers actuel.

Notre Galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) appartient à un groupe de galaxies (Un groupe de galaxies est une association de moins d'une centaine de galaxies liées par la...), comprenant une trentaine de galaxies, appelé Groupe local, lui-même inclus dans le superamas de la Vierge (Le superamas de la Vierge, également appelé superamas local, est un superamas de galaxies qui...).

Quelques exemples :

• groupe Antlia-Sextans : situé à seulement 5,5 millions d'années-lumière du groupe Local ;
• amas de la Vierge : situé à 50 millions d’années-lumière et d’un rayon de 4,4 milliards d’années-lumière, il contiendrait 2 300 galaxies ;
• amas d'Hercule (A2151) : Amas le plus riche du superamas d'Hercule. Situé à 365 millions d’années-lumière, il contiendrait une centaine de galaxies ;
• amas de Coma (Le terme « coma » signifie « sommeil profond » en grec...) (A1656) : Amas sphérique d'au moins dix millions d'années-lumière de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) et contenant des milliers de galaxies.

Distribution

La distribution des amas ne semble pas homogène dans l'Univers : Des régions vides côtoient des régions denses comme " le Doigt de Dieu " dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) de Bérénice ou le " Grand Mur (En astronomie, le Grand Mur, parfois plus spécifiquement nommé Grand Mur CfA2, est un...) ".

La plupart des galaxies, environ 90%, appartiennent à un amas ou à un superamas, et 20% des galaxies font partie d’un amas contenant des centaines voire des milliers d’autres galaxies.

Composition

Outre des galaxies, un amas galactique contient du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) très chaud entre 10⁷K and 10⁸K et très ténu (faible densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) généralement comprise entre 10^-3 et 10^-2 particules par cm³), qui émet des rayons X via le processus de rayonnement continu de freinage (Le rayonnement continu de freinage, ou Bremsstrahlung (aussi appelé free-free emission en...). Il semble que ce gaz soit d’origine primordiale mais la présence de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...) montre qu’il y a eu contamination ultérieure. Cette contamination provient en grande partie de l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un...) en supernovae des étoiles présentes dans les galaxies hôtes de l'amas. Les vieilles étoiles, riches en éléments lourds, disséminent en explosant, ces éléments dans le milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre...) puis intra-amas.

Lorsque l'amas de galaxies n'a pas subi de collisions avec d'autres amas depuis un certain temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...), le gaz intra-amas s’étale dans le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) de l’amas : il est en équilibre hydrostatique.

La masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) totale des gaz est bien plus grande (d'un facteur 2 ou 3) que la masse des galaxies qu'il contient. Malgré cela, la masse de l'amas n'est pas assez élevée pour correspondre avec les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) du mouvement des galaxies. Grâce au concept de la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais...), sa masse serait répartie en 5% de galaxies, 15% de gaz chaud et 80% de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) noire.

Généralement, les amas ont ces propriétés :

• Ils contiennent entre 50 et 1 000 galaxies.
• Leur masse total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) est comprise entre 10¹⁴ et 10¹⁵ masses solaires.
• Ils ont un diamètre de 2 à 10 Mpc.
• La dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un...) des vitesses pour chaque galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...) est d'environ 800 à 1 000 km/s.