Les galaxies, comme la Voie lactée, semblent flotter librement dans l'espace, mais qu'en est-il vraiment ? Sont-elles en orbite autour de quelque chose d'encore plus grand ?
Pour comprendre cela, il faut d'abord saisir le fonctionnement des orbites. Lorsque deux objets orbitent l'un autour de l'autre, ils exercent une force gravitationnelle mutuelle. Ce phénomène les maintient ensemble, chacun orbitant autour de son centre de masse commun. Dans des systèmes comme le Système solaire, ce centre se trouve souvent à l'intérieur de l'objet le plus massif, l'étoile centrale, rendant son mouvement presque imperceptible.
La galaxie d'Andromède.
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À des échelles plus grandes, la situation devient plus complexe. La Voie lactée fait partie du Groupe Local, un ensemble de galaxies comprenant également Andromède, Triangulum et plusieurs galaxies naines. La Voie lactée et Andromède, étant les plus massives de ce groupe, gravitent autour d'un centre de masse situé entre elles. Rien de plus grand ne se trouve à proximité immédiate, donc ces deux géants galactiques se retrouvent en orbite l'un autour de l'autre.
Cependant, cette orbite n'est ni circulaire ni elliptique comme celles des planètes. Les deux galaxies suivent des orbites principalement radiales, se dirigeant l'une vers l'autre sous l'effet de leur attraction gravitationnelle. Leur mouvement n'est pas uniquement radial en raison d'une légère composante latérale, ce qui complique encore le schéma orbital.
Ce mouvement radial implique une collision future entre la Voie lactée et Andromède, prévue dans environ 4,5 milliards d'années. Malgré cette collision, les étoiles des deux galaxies ne se heurteront probablement pas en raison des distances énormes qui les séparent. Les galaxies passeront l'une à travers l'autre avant de se séparer puis de se recroiser, finissant par fusionner en une seule grande galaxie elliptique.
La fusion entraînera des perturbations gravitationnelles importantes. Celles-ci modifieront la disposition des étoiles et provoqueront potentiellement la formation de nouvelles étoiles à partir du gaz chauffé des bras spiraux des deux galaxies. Ce processus transformera les deux spirales en une seule structure elliptique.
Au-delà du Groupe Local, les orbites sont moins définies. Nous savons que notre groupe de galaxies se dirige vers l'Amas de la Vierge, qui contient plusieurs centaines de galaxies situées à environ 65 millions d'années-lumière. Cependant, l'expansion de l'Univers éloigne le Groupe Local plus rapidement que l'attraction gravitationnelle de l'Amas de la Vierge ne peut l'attirer.
Chaque découverte nous rapproche un peu plus de la compréhension de notre place dans l'Univers.