Rappel : structure de notre galaxie

Notre Galaxie, la Voie Lactée, est un ensemble auto-gravitant constitué d'un disque tournant autour d'un bulbe central, bien visibles par exemple sur l'image ci-contre, et entouré d'un halo sphérique. Le bulbe est très lumineux, avec un rayon de l'ordre de 2 kpc, et abrite en son coeur un trou noir géant dont la masse serait environ 4x10⁶ masses solaires. Le disque s'étend sur 15 kpc de rayon, pour une épaisseur de quelques centaines de parsecs. Il est parcouru d'ondes de densité qui sont responsables de sa structure en bras spiraux (une vue de face synthétique est présentée ci-dessous. Le Soleil s'y trouve à 8.5 kpc du Centre galactique et tourne autour de lui à une vitesse de l'ordre de 200 km.s^-1. Le halo s'étend bien au delà des limites du disque Galactique et il est peu brillant. Il contient très peu d'étoiles, dont les amas globulaires, très âgés. En revanche, l'observation de la courbe de rotation montre qu'il abrite la plus grande partie de la matière gravitante non lumineuse (la matière noire) de la Galaxie.

Les constituants du disque et du halo présentent des propriétés très différentes. Les étoiles du halo sont vieilles, peu lumineuses et dépourvues d'éléments autres que l'hydrogène ou l'hélium (ce sont les étoiles de population II). De plus, le halo est pratiquement dépourvu de gaz et de poussières. Au contraire, les étoiles du disque ont une gamme d'âge et de luminosité bien plus étendue, et les étoiles y sont riches en éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium (étoiles de population I). On y trouve en particulier des associations OB, formées d'astres jeunes, massifs et lumineux. En effet, le disque contient un milieu interstellaire très riche, grâce auquel la formation stellaire continue d'être active.

La masse totale de la Galaxie est estimée à 10¹¹ masses solaires à l'intérieur d'un rayon de 15 kpc. Cette masse est répartie entre la masse des étoiles : environ 5x10¹⁰ masses solaires, la masse de la matière noire : environ 5x10¹⁰ masses solaires, et la masse du milieu interstellaire, environ 7x10⁹ masses solaires. La masse du MIS dans notre Galaxie représente donc environ 15% de la masse sous forme d'étoiles. Cette fraction est plus élevée dans les galaxies jeunes où la formation stellaire commence tout juste.

Reconstruction synthétique de la structure spirale de notre Galaxie vue de face

Crédit : NASA JPL-Caltech