(Crédits : Comoros de l’Expo 2020 Dubaï. CC BY-SA 4.0 JaffaFalcon, via Wikimedia)
Le 23 décembre 1938, des scientifiques avaient préparé une expédition marine au large de la province du Natal (Afrique du sud) et ils découvrirent sur un marché local de poissons un étrange spécimen qui fut rapidement reconnu comme un cœlacanthe, un poisson du groupe sarcoptérygien, proche des ancêtres des tétrapodes, qu’on pensait disparu depuis plus de 65 millions d’années : le monde scientifique fut stupéfait car c’était la preuve que certaines espèces pouvaient survivre depuis ces temps anciens jusqu’à nos jours sans, en apparence du moins, présenter de modifications. On parla immédiatement de « fossile vivant » mais n’est-ce pas un terme impropre ? Un organisme vivant peut-il être réellement un « fossile » ? De plus, ces « fossiles vivants » sont-ils vraiment identiques aux fossiles d’il y a des millions d’années ? Peut-on affirmer sans crainte qu’ils ont cessé d’évoluer ?
Qu’appelle-t-on un fossile vivant ?
De nombreux animaux sont souvent présentés comme étant des « fossiles vivants » : c’est par exemple le cas des limules, ces arthropodes marins ressemblant superficiellement à de grands crabes cuirassés et qui n’aurait pas évolué depuis des centaines de millions d’années. On peut aussi citer les nautiles, mollusques céphalopodes à coquilles spiralées qui ont conservé une morphologie générale proche de celle de nombreux nautiloïdes du Dévonien, il y a 400 millions d’années, alors que des lignées plus modernes comme les seiches et les encornets se sont profondément transformées. Dans le règne végétal, on évoque souvent le Ginkgo biloba, seul représentant survivant de son ordre, dont l’aspect reste très voisin des formes anciennes dont la lignée remonte à plus de 270 millions d’années. En fait, le terme de « fossile vivant » (qui est peu scientifique) est attribué à des espèces dont la morphologie a peu évolué comparée à celle des fossiles de leurs très lointains ancêtres et dont la diversité actuelle est notoirement faible. On pourrait croire que ces organismes ont traversé le temps sans jamais changer ce qui n’est pas tout à fait le cas.
Toutefois, ce terme a eu un certain succès comme s’il signifiait que l’on pouvait ainsi voir un témoin direct du passé et observer un animal préhistorique, rencontrer un survivant du temps des dinosaures. Malheureusement pour les tenants de cette belle histoire ce n’est pas le cas.
La limule appartient à une très ancienne lignée d'arthropodes qui a traversé plusieurs extinctions massives. Elle est souvent citée parmi les exemples classiques de « fossiles vivants ».(crédits : pen-zu-atem-kammen.de)
Aucun être vivant n’échappe à l’évolution
Quand on observe un cœlacanthe actuel et qu’on le compare au fossile d’un représentant du Dévonien, on constate des points communs et des différences.
. Concernant les points communs, malgré les millions d’années qui les séparent, les cœlacanthes fossiles et actuels présentent encore de nombreuses similitudes : on retrouve la structure générale du squelette, les nageoires lobulées et les nageoires caudales trilobées alors que le système circulatoire et le mode de respiration montrent une continuité évolutive. L’environnement est resté globalement le même : le poisson occupe toujours une niche de type habitat rocheux/creux où il se cache et chasse de petites proies et il reste parfaitement adapté au monde moderne forcément différent que ce ce soit en terme de prédateurs ou d’environnement.
. Toutefois il existe des différences, certes peu visibles d’emblée : bien que la forme générale du poisson soit globalement conservée, les proportions et les tailles ne sont pas identiques car les cœlacanthes modernes chassent souvent dans des zones plus profondes et plus froides. L’étude du génome est également particulièrement significative en montrant une divergence qui a accumulé les mutations au fil du temps.
La notion qui ressort de ces différences minimes mais réelles est qu’une relative stabilité morphologique n’est jamais le signe d’une absence d’évolution : il existe des espèces qui, au fil de l’évolution, se transforment jusqu’à en devenir méconnaissables tandis que d’autres, comme le cœlacanthe, changent très peu… ce qui amène à se poser la question de savoir pourquoi.
Pourquoi certaines formes changent-elles si peu ?
Nous venons de dire que la stabilité morphologique apparente d’une espèce n'est jamais le signe d'une absence de transformation biologique ; celle-ci peut simplement se dérouler à un rythme plus lent et plusieurs causes peuvent être avancées pour l’expliquer :
. la stabilité de l’environnement: c'est-à-dire quand la niche écologique demeure globalement la même ce qui est le cas pour le cœlacanthe. Il vit dans des territoires peu étendus et difficiles d’accès, où les prédateurs sont absents ou peu nombreux et qui concernent une population retreinte,
. une anatomie bien adaptée: l’évolution ne cherche pas à innover et si les individus en place sont bien adaptés à un microcosme qui change peu, elle n’a aucune raison de faire disparaître ce qui fonctionne déjà,
. la sélection stabilisatrice(ou évolution stabilisatrice): c’est le processus évolutif dans lequel les individus possédant des caractéristiques moyennes sont avantagés par rapport à ceux qui en ont de trop extrêmes : les individus intermédiaires ressemblant à la moyenne ont souvent les chances de survie et de reproduction les plus élevées.
Autrement dit, lorsqu’une espèce est déjà bien adaptée et que son milieu change peu, la sélection naturelle tend à conserver les caractères existants plutôt qu’à favoriser des innovations importantes. L’enseignement qui peut être tiré de cette importante notion est que l’évolution ne poursuit aucun objectif de progrès – contrairement à ce que veulent faire croire les créationnistes – mais uniquement s’adapter à d’éventuels changements environnementaux.
Les vrais survivants des grandes extinctions
Pour la Vie sur Terre, cela n’a pas toujours été un long fleuve tranquille : outre les cinq grandes extinctions qui ont fait disparaître nombre d’espèces, elle a survécu à de nombreuses crises biologiques majeures. De ce fait, les espèces qu’on qualifie de fossiles vivants sont donc surtout des survivantes et chacun de leurs représentants en vie aujourd’hui est l’héritier d’une lignée qui a triomphé de centaines de millions d’années d’épreuves diverses.
On sait que 99 % des espèces ayant un jour régné sur Terre ont aujourd’hui disparu. Seules quelques lignées ont réussi à franchir ces catastrophes biologiques : c’est le cas, par exemple, des crocodiliens qui, bien qu’ils aient conservé une silhouette familière, ont eux aussi connu une évolution importante depuis leurs ancêtres du Mésozoïque. On peut également citer les cas des tortues, des limules et autres ginkgo. Ceux que l’on affuble du titre de fossiles vivants font partie de tout ceux-là mais méritent-ils réellement cette appellation ?
Cette notion de « fossiles vivants » qui renvoie à un passé si lointain est en partie conservée, bien qu’impropre, parce qu’elle reste parlante pour le grand public. Il faut aussi reconnaître qu’elle désigne utilement de très anciennes lignées ayant conservé des traits ancestraux.
En revanche, le terme de fossile peut prêter à confusion car un fossile, c’est avant tout un organisme vivant du passé ayant laissé sa trace dans la pierre ou les sédiments. Or le cœlacanthe et autres ne sont pas du passé : ils sont vivants aujourd’hui ! Surtout, le terme fossile renvoie à l’image de quelque chose de figé à jamais et nous venons de le voir, ces espèces continuent – n’ont jamais cessé - d’évoluer, certes à un rythme très lent, presque imperceptible, mais néanmoins certain.
Les « fossiles vivants » ne sont pas des fossiles : ce sont des êtres bien vivants qui ont continué, à leur rythme et durant des millions d’années, d’évoluer pour maintenir leur adaptation à leur milieu. Ce qui les rend remarquables, ce n’est certainement pas le fait d’avoir échappé à l’évolution mais que leur apparence ait si peu changé dans un monde autour d’eux qui s’est totalement transformé.
Toutes les espèces évoluent au fil du temps mais certaines plus lentement que d’autres : c’est l’enseignement que nous apprend la découverte accidentelle en 1938 du cœlacanthe mais il convient d’insister sur le fait que le cœlacanthe pêché en 1938 n'était pas la résurrection d'une espèce fossile connue mais le représentant moderne d'une lignée que l'on croyait entièrement éteinte.
Vue d'artiste d'une étoile hypervéloce quittant la Voie lactée. Propulsées à des vitesses exceptionnelles, certains de ces astres peuvent échapper définitivement à l'attraction gravitationnelle de notre Galaxie.
Crédit : ESO / illustration d'artiste
Imaginez une étoile arrachée à son système, projetée à plus de 1000 km/s dans le vide intersidéral. Elle quitte la Voie lactée sans retour possible, solitaire, condamnée à errer pour toujours entre les galaxies. Ces fugitives cosmiques, appelées étoiles hypervéloces, sont rares mais réelles : elles témoignent des forces titanesques qui agitent le cœur de notre Galaxie et nous offrent un regard unique sur sa dynamique profonde. On a longtemps douté de leur existence mais, aujourd’hui, notamment grâce à la mission Gaïa que nous avons déjà évoquée dans un précédent article (voir : la grande vague de la Voie lactée), nous avons la certitude qu’elles existent bel et bien. Point important : il ne faut pas confondre ces étoiles hypervéloces (le terme anglais consacré est “hypervelocity stars”, utilisé dans les publications scientifiques) avec les étoiles rapides (les « runaway » stars de ces mêmes anglo-saxons) que leur moindre vitesse empêche d’échapper à l’attraction galactique.
Comment les détecter
À titre de comparaison, notre Soleil ne se déplace qu’à une vingtaine de kilomètres par seconde par rapport aux étoiles voisines, une vitesse modeste comparée aux 230 km/s de son orbite galactique qui lui permet, situé à 26 000 années-lumière du centre, de faire un tour complet de la Voie lactée en environ 230 millions d’années : une année galactique.
Ces vitesses, pourtant déjà impressionnantes à l’échelle humaine, restent modestes face à celles atteintes par un autre type d’astres, des fugitives stellaires capables de défier l’attraction de la Voie lactée elle-même. C’est précisément cette différence d’ordre de grandeur qui explique pourquoi les étoiles dites rapides (« runaway stars ») ne peuvent être classées parmi les hypervéloces : leurs quelques centaines de kilomètres par seconde, bien qu’élevés, demeurent insuffisants pour franchir la vitesse de libération de la Galaxie.
Les hypervéloces, quant à elles, circulent à des vitesses bien supérieures : 500 km/s, parfois plus de 1000 km/s. Précisons que de telles étoiles sont extrêmement rares… mais qu’elles existent, on le sait à présent. Quels sont les mécanismes pouvant expliquer ces étranges objets et comment les détecter ?
Le rôle de Gaia
La mission Gaia de l’ESA, lancée en 2013, a permis de mesurer avec une précision inédite le mouvement propre de plus d’un milliard d’étoiles. En combinant ces données avec la vitesse radiale obtenue par spectroscopie, il est possible de reconstituer la trajectoire tridimensionnelle de chaque étoile dans la Galaxie.
Gaia a permis d’identifier des dizaines de candidates hypervéloces et de confirmer la nature de certaines d’entre elles. Ces objets constituent un laboratoire naturel pour étudier la dynamique galactique.
Mécanismes d’éjection
Trois grands mécanismes peuvent expliquer l’éjection d’une étoile à des vitesses extrêmes. Le plus célèbre est celui imaginé en 1988 par l’astronome Jack Hills :
• Le mécanisme de Hills
Le mécanisme de Hills. Lorsqu'un système binaire passe à proximité d'un trou noir supermassif, une étoile peut être capturée tandis que l'autre est éjectée à très grande vitesse.
Lorsqu’un système binaire s’approche trop près de Sagittarius A*, le trou noir supermassif du centre galactique, l’un des deux astres peut être capturé tandis que l’autre est projeté à grande vitesse. Ce processus révèle la densité stellaire du centre galactique et la fréquence des interactions dynamiques dans cette région extrême.
• L’explosion d’une supernova dans un système binaire Si l’une des deux étoiles explose, l’autre peut être libérée brutalement et propulsée à grande vitesse. Ce mécanisme produit des étoiles rapides, mais rarement des hypervéloces.
• Les interactions dans les amas stellaires denses Des collisions ou rencontres multiples entre étoiles massives peuvent expulser un astre à grande vitesse. Ce mécanisme est rare mais possible dans les amas très compacts.
Ce que les étoiles hypervéloces révèlent sur la Voie lactée
Bien que rares et parfois difficiles à observer, les étoiles hypervéloces nous fournissent des renseignements de premier plan sur la dynamique et la structure de la Voie lactée :
• Elles éclairent d’abord le fonctionnement du centre galactique. Le mécanisme de Hills — lorsqu’un système binaire s’approche trop près de Sagittarius A* — révèle la densité stellaire dans cette région extrême. La fréquence des interactions dynamiques, qu’il s’agisse de rencontres, de perturbations ou de ruptures de systèmes binaires, peut être déduite de ces éjections. En suivant ces trajectoires, les scientifiques peuvent estimer la distribution des vitesses autour du trou noir central et apprécier la valeur du cusp stellaire, cette concentration particulièrement dense d’étoiles entourant le trou noir central.
• Ces étoiles renseignent aussi sur les orbites proches du trou noir central. Certaines hypervéloces permettent de reconstituer la position passée de Sagittarius A*, car leur trajectoire porte la signature directe de l’interaction qui les a expulsées.
• Elles offrent ensuite un moyen de mesurer la masse réelle de la Galaxie. En suivant leur fuite, les astronomes peuvent déterminer la quantité totale de matière — visible et invisible — qui compose la Voie lactée. Leur vitesse, une fois comparée à la vitesse de libération, donne accès à la masse globale du halo de matière noire.
• Enfin, elles révèlent la structure du halo galactique. Une étoile hypervéloce traverse le halo sur des distances pouvant atteindre 200 000 années-lumière. En étudiant son parcours, on peut apprécier la forme du halo (sphérique ou aplati), la répartition de la matière noire et la transition entre le halo externe et le disque.
En somme, ces étoiles fugitives nous aident à “voir” indirectement la partie invisible de la Galaxie : en filant à très grande vitesse, elles dévoilent comment la gravité façonne la Voie lactée.
Où vont ces étoiles ?
Une étoile hypervéloce dépasse la vitesse de libération de la Voie lactée, ce qui signifie qu’aucune force gravitationnelle de notre Galaxie ne peut plus la retenir. Une fois expulsée, elle poursuit sa course dans l’espace intergalactique, suivant une trajectoire qui l’éloigne inexorablement du disque galactique et du halo.
Certaines de ces étoiles peuvent parcourir plus de 200 000 années-lumière, franchissant les limites du halo externe pour s’aventurer dans les vastes étendues du milieu intergalactique. Là, elles deviennent des astres solitaires, évoluant dans un environnement d’une extrême pauvreté en matière, loin de toute influence stellaire ou galactique.
Leur voyage est sans retour à l'échelle cosmique : une fois échappées à la Voie lactée, ces étoiles poursuivent leur course dans l'espace intergalactique vouées à s'en éloigner toujours davantage. Elles termineront leur vie — parfois des milliards d’années plus tard — comme des étoiles isolées, perdues dans le vide cosmique, témoins silencieux d’événements violents qui les ont arrachées à notre Galaxie.
Qui sont-elles ?
Les étoiles hypervéloces ne forment pas une catégorie homogène : leur diversité reflète la variété des mécanismes capables de les expulser.
On y trouve :
• des étoiles massives, souvent jeunes, expulsées par le mécanisme de Hills après une approche du centre galactique ;
• des étoiles plus légères, issues de systèmes binaires perturbés par une supernova ou par des interactions dynamiques dans des amas très denses ;
• des naines blanches hypervéloces, vestiges d’anciennes supernovas de type Ia, dont la vitesse extrême résulte de l’explosion de leur compagne ;
• des étoiles à chimie atypique, dont l’abondance en éléments lourds ou légers permet de retracer leur lieu de naissance et parfois même l’histoire de leur système d’origine.
Certaines hypervéloces présentent des signatures spectrales uniques, indiquant qu’elles ont été arrachées à des environnements extrêmes : régions denses du bulbe, amas compacts, ou orbites proches du trou noir central. Leur étude permet de reconstituer non seulement leur trajectoire, mais aussi l’histoire de leur système d’origine.
Vue d'artiste de la Voie lactée. Certaines étoiles hypervéloces atteignent une vitesse suffisante pour échapper définitivement à son attraction gravitationnelle.
Crédit : ESO / illustration d'artiste
Des étoiles rares mais messagères de la gravité
Les étoiles hypervéloces sont rares, mais leur importance scientifique est considérable. Elles constituent des sondes naturelles de la gravité galactique, des messagères de la dynamique profonde de la Voie lactée. Leur trajectoire, arrachée à leur système d’origine et projetée à des vitesses extrêmes, porte la signature des forces titanesques qui règnent au cœur de notre Galaxie. En les étudiant, les astronomes accèdent à des informations uniques sur la masse réelle de la Voie lactée, la structure de son halo de matière noire et la dynamique de son centre. Leur observation, encore jeune, promet de révéler bien des secrets sur l’évolution et l’architecture de notre Galaxie.
Le Grand Nuage de Magellan, galaxie naine satellite de la Voie lactée, riche en jeunes étoiles et en régions de formation stellaire. Photographie : Kiko Fairbairn, Luziânia (Brésil), août 2015.
Lorsqu’on évoque les galaxies, on pense spontanément aux plus vastes et aux plus spectaculaires : Andromède, notre Voie lactée ou encore les géantes des amas lointains. Pourtant, ce que l’on remarque peu, c’est que les toutes petites — les galaxies naines — sont de très loin les plus nombreuses et les plus fondamentales. Ce sont elles qui, dès les premiers instants après le Big Bang, ont façonné les grandes structures galactiques : véritables briques de l’Univers, elles ont initié la formation des étoiles, enrichi le cosmos et contribué à l’édification des galaxies majeures. Aujourd’hui, nous allons tenter de comprendre comment ces petites galaxies ont construit les grandes.
Nature des galaxies naines
Une galaxie naine contient bien moins d’étoiles qu’une galaxie classique : quelques centaines de millions, parfois quelques milliards tout au plus, à comparer avec les mille milliards d’Andromède ou les 200 à 300 milliards de la Voie lactée. Ce sont des systèmes stellaires de faible masse, peu lumineux, difficiles à observer et souvent saturés de matière noire. En raison de leur taille modeste et de leur morphologie souvent irrégulière, les galaxies naines sont très sensibles aux interactions gravitationnelles
On en distingue deux grands types :
* les sphéroïdales (dSph) : systèmes compacts, riches en vieilles étoiles et pauvres en gaz, donc quasiment dépourvus de formation stellaire ;
* les irrégulières (dIrr) : objets désordonnés, riches en gaz, avec une formation stellaire active.
On décrit également des sous‑types plus rares : les naines compactes bleues, marquées par de récentes explosions stellaires ; les ultracompactes, sans gaz, parmi les systèmes stellaires les plus denses connus ; les naines ultra faibles (UFD), contenant parfois moins de 10 000 étoiles.
Carte du Groupe Local, montrant la Voie lactée, Andromède et la multitude de galaxies naines qui les entourent. Illustration : Atlas of the Universe (Richard Powell).
Maintenant que nous savons ce qu’est une galaxie naine et comment elle se présente, il devient plus clair de comprendre pourquoi ces petites structures ont joué un rôle décisif dans les premiers instants du cosmos.
Les galaxies naines dans l’histoire de l’Univers
Elles sont apparues très tôt, quelques centaines de millions d’années après le Big Bang. De premiers halos de matière noire se sont formés rapidement — en 300 à 400 millions d’années peut‑être. Le gaz primordial a pu s’y refroidir en tombant dedans, formant les premières étoiles : les galaxies naines ont donc exactement la taille de ces halos.
Ces galaxies naines peuvent être considérées comme les premières briques de l’Univers. Elles précèdent largement les grandes galaxies spirales ou elliptiques que nous connaissons aujourd’hui : les petites structures se forment toujours avant les grandes (principe hiérarchique), et les halos de faible masse étaient alors les plus nombreux.
Récemment, le télescope spatial James Webb a mis en évidence un fait fondamental : les très jeunes galaxies naines ont émis une énorme quantité de rayonnements ultraviolets, permettant de réioniser l’Univers et de le rendre transparent à la lumière, mettant ainsi fin aux âges sombres. Autrement dit, les galaxies naines sont les témoins des premiers stades de la formation du cosmos.
Par la suite, ces objets minuscules ont fusionné pour aboutir à la formation des grandes galaxies actuelles. La Voie lactée, comme on va le voir, en est un bon exemple : elle est l’aboutissement de la fusion de milliers de petites galaxies, dont certaines survivent encore aujourd’hui en tant que satellites.
Les galaxies naines de la Voie lactée
Certaines galaxies naines (Draco, Sculptor, Fornax, etc.), capturées par notre Galaxie, ne sont plus indépendantes : elles sont devenues des satellites, comme la Lune l’est pour la Terre. La Voie lactée exerce sur elles des pressions considérables : attraction gravitationnelle, forces de marée qui arrachent progressivement leurs étoiles, stripping (perte de gaz et de matière noire). Malgré ces forces destructrices, elles subsistent encore — très amoindries — mais reconnaissables comme entités distinctes.
D’autres galaxies naines, bien que satellites, ont conservé une relative autonomie : le Grand Nuage et le Petit Nuage de Magellan en sont les meilleurs exemples.
Le Grand Nuage (10 à 20 milliards d’étoiles, avec d’importantes zones de formation stellaire comme la Tarentule) est la plus grande galaxie satellite de la Voie lactée. Le Petit Nuage abrite 3 à 5 milliards d’étoiles. Ces deux systèmes restent cohérents, dotés d’une dynamique propre et suffisamment riches en gaz pour former de jeunes amas stellaires. Ils sont évidemment perturbés (ponts magellaniques, queues de marée) par leur grande voisine, qui finira par les absorber.
Il existe d’autres galaxies naines autour de la nôtre, comme la Naine du Sagittaire (dSph), une petite galaxie en cours de disruption qui s’enfonce lentement dans le halo galactique. Elle fut un temps accusée d’être à l’origine de la « Grande Vague » de la Voie lactée (voir le sujet dédié). Il faut également mentionner les nombreuses sphéroïdales du halo et certains flux stellaires qui sont, comme l’a montré le satellite Gaia, les traces de fusions anciennes.
Halo de matière noire entourant une galaxie : une structure invisible dont dépend la dynamique des galaxies naines.Illustration : Wikimedia Commons (artist’s impression).
Galaxies naines et matière noire
Les galaxies naines sont parmi les objets les plus riches en matière noire de l’Univers. Leur masse dynamique — déduite de la vitesse des étoiles — dépasse de très loin leur masse visible. Les étoiles s’y déplacent trop vite pour que la seule gravité du gaz et des étoiles suffise à les maintenir liées : il faut une masse 10 à 100 fois supérieure à la masse lumineuse. Cette masse manquante ne peut être expliquée que par la présence de halos de matière noire extrêmement dominants.
Ce phénomène est particulièrement marqué dans les galaxies sphéroïdales, pauvres en gaz et en étoiles : leur stabilité ne peut être assurée que par un halo massif. Sans matière noire, ces objets seraient rapidement déchirés par les forces de marée de la Voie lactée ou d’Andromède.
Les galaxies naines jouent ainsi un rôle crucial en cosmologie : elles sont des laboratoires naturels pour tester la nature de la matière noire. Elles permettent d’examiner :
la structure interne des halos de matière noire ;
la distribution de la matière noire dans les petites structures ;
les prédictions du modèle ΛCDM (notamment le problème des “satellites manquants”) ;
les effets des interactions gravitationnelles sur les halos légers.
Certaines galaxies naines ultra faibles (UFD), contenant parfois moins de 10 000 étoiles, sont même considérées comme les objets les plus dominés par la matière noire jamais observés. Elles constituent des indices précieux sur la physique des particules invisibles qui structurent l’Univers.
Les galaxies naines racontent la grande histoire ducosmos
Les amas galactiques contiennent des centaines, parfois des milliers de galaxies naines longtemps négligées. Pourtant, ces petites structures sont de véritables archives fossiles de l’Univers. Leur faible masse les rend sensibles à la moindre interaction : elles conservent dans leurs étoiles et dans leur dynamique interne la mémoire des événements qui ont façonné les grandes galaxies.
Elles gardent la trace :
. des premières générations stellaires, dont la composition chimique révèle l’enrichissement initial du cosmos ;
. des fusions anciennes, visibles sous forme de flux stellaires ou de perturbations dans leurs halos ;
. des interactions gravitationnelles qui ont sculpté le Groupe Local ;
. des mécanismes hiérarchiques qui ont permis aux grandes galaxies de croître par accrétion successive.
Les galaxies naines permettent ainsi de remonter le fil du temps cosmique. Elles témoignent de la manière dont les halos de matière noire se sont assemblés, comment les premières étoiles ont illuminé l’Univers réionisé, et comment les grandes structures se sont progressivement organisées en filaments, amas et superamas.
Elles sont devenues des objets d’étude essentiels : en les observant, les scientifiques décryptent l’histoire profonde de la Voie lactée, les traces des fusions anciennes et les processus qui ont façonné l’Univers à grande échelle. Petites par la taille, mais immenses par ce qu’elles racontent, les galaxies naines sont les témoins privilégiés de la grande aventure cosmique. Et à mesure que les instruments comme Gaia, Euclid ou le James Webb dévoilent de nouvelles galaxies naines, c’est toute l’histoire profonde de l’Univers qui continue de se réécrire.
Ammonite fossile : symbole du temps long et de l’évolution. Crédit photo : Oceaninfo.com
L’évolution n’est pas linéaire
On a tous en mémoire le célèbre schéma de l’homme qui se redresse progressivement, passant du singe courbé à l’Homo sapiens triomphant. Pourtant, ce schéma ne reflète pas l'exaptation, ce mécanisme essentiel de l'évolution qui montre que que le vivant recycle et détourne ses propres innovations.
Comme on l’a vu à plusieurs reprises dans ce blog, les scientifiques se sont souvent heurtés aux pseudosciences comme notamment celle de « l’Intelligent Design » des anglo-saxons, qui prétend que c’est la finalité qui explique et légitime tout ce qui la précède. Le concept d’exaptation va exactement à l’encontre de cette croyance. C’est au paléontologue américain Stephen J. Gould (1941‑2002) et à la paléontologue sud-africaine Elisabeth S. Vrba (née en 1942) que nous devons la notion et le terme.
Quand la nature réinterprète ses dispositifs
Plusieurs exemples célèbres illustrent l’importance et la fréquence de l’exaptation :
Microraptor zhaoianus : ses plumes, apparues avant le vol, illustrent une exaptation devenue surface portante.
* lesplumes: apparues initialement comme structures filamenteuses pour l’isolation thermique, elles ont été réutilisées chez les oiseaux pour le vol,
* lesnageoires des poissons volants: elles permettent à ces animaux une stabilisation remarquable durant leurs vols planés,
* lesailes des insectes : issues de structures probablement impliquées dans la thermorégulation ou la locomotion aquatique, elles ont été réaffectées au vol, à la protection ou au camouflage,
* lesosselets de l’oreille moyenne des mammifères: deux d’entre eux proviennent de la mâchoire des reptiles, réaffectés au cours de l’évolution pour transmettre les vibrations sonores. Un exemple parfait d’exaptation.
Poisson-volant (Exocoetidae) : ses larges nageoires pectorales, adaptées à la nage, sont exaptées pour le vol plané
L’exaptation, aujourd’hui une des clés de voûte de l’évolution
L’exaptation désigne le processus évolutif par lequel un caractère apparu pour une fonction donnée — ou sans fonction particulière — est ultérieurement coopté pour un rôle différent. Il convient donc de bien la distinguer de l’adaptation proprement dite, qui correspond à l’apparition d’une structure façonnée par la sélection naturelle pour une fonction précise.
L’exaptation peut revêtir d’autres formes,
notamment comportementales
L’exaptation peut également concerner des domaines souvent oubliés comme, par exemple :
* lescomportements d’agressiontransformés en rituel non violents (voir l’article : l’agression) : c’est le cas du chien qui lors d’un combat avec un congénère présente sa gorge en signe de soumission ce qui arrête immédiatement le combat,
* lesjeuxqui ont évolué pour devenir des formes d'apprentissages,
* lesrituels de paradequi, chez les oiseaux, consistaient initialement à montrer sa vigueur pour attirer un partenaire (pour la reproduction). Ils se sont transformés en signaux d’apaisement ou de coordination dans le groupe, voire la reconnaissance d’une hiérarchie,
* le toilettagechez les primates : dans cet exemple, le renforcement du lien entre la mère et son petit a évolué vers la consolidation des liens sociaux et d’alliances chez l’adulte réduisant ainsi les tensions au sein d’un groupe,
* ou, chez les suricates, lasurveillance des petitsaboutissant à un rôle de sentinelle pour l’ensemble de la communauté.
Cette dimensionnon matériellede l’exaptation est souvent négligée par les observateurs : pourtant il s’agit bien d’un domaine qui ne « crée » pas une nouvelle fonction mais en modifie une déjà existante et aboutit à une complexification du vivant.
L’exaptation concerne aussi le genre humain
L’Homme est lui aussi concerné par l’exaptation, à commencer par sa faculté de communiquer par le langage, une faculté absolument fondamentale pour lui et qui n’aurait pas pu se développer sans la réutilisation de circuits cognitifs préexistants.
A. Le langage est en effet une exaptation chez l’Homme selon deux aspects principaux :
1. les différentes structures du corps humain qui permettent le langage n’étaient initialement pas destinées à la parole : elles associent en effet un appareil vocal (larynx, lèvres et langue) relevant à l’origine exclusivement des appareils digestif et respiratoire, des aires cérébrales dédiées au début à l’audition et à la coordination motrice adaptées secondairement pour la syntaxe et la logique et, enfin, une mémoire et une cognition relevant initialement de l’identification d’un danger ou du repérage d’un lieu.
2. une réaffectation fonctionnelle a été mise en place, authentique recyclage aboutissant à la production de sons articulés (contrôle du souffle et des articulations), à la fonction cérébrale de reconnaissance permettant le traitement des symboles linguistiques et à la capacité cognitive à retenir et restituer une suite d’éléments dans l’ordre exact où ils ont été présentés (mémoire séquentielle aboutissant à l’organisation de la syntaxe).
Il s’agit bien d’une vraie exaptation puisque nous venons de citer un ensemble de processus adaptatifs réellement réaffectés à de nouvelles fonctions : le langage n’est pas une spécificité apparue sous l’action directe de la sélection naturelle mais la conséquence du détournement de capacités préexistantes - et secondairement conservées par la sélection naturelle - parce qu’il apportait un avantage évolutif au genre humain, notamment la pensée abstraite et ses multiples possibilités (transmission culturelle, coordination sociale, planification collective, etc.).
B. Comme pour le langage, la bipédie illustre parfaitement ce recyclage évolutif : en effet, la bipédie que nous avons déjà eu l’occasion d’évoquer (voir l’article : la bipédie, condition de l’intelligence ?) est également une exaptation. À l’origine, Sapiens possédait déjà un bassin et des membres qui lui permettaient, comme aux autres singes, le déplacement arboricole ; il avait aussi des mains préhensiles et une colonne vertébrale autorisant la marche à quatre pattes. Toutefois, rien de tout cela ne le prédisposait à la marche en position debout.
C’est le détournement de ces structures qui a permis la bipédie : le bassin s’est réorganisé pour supporter le poids plus important engendré par la position verticale tandis que la colonne vertébrale s’est cambrée pour équilibrer tronc et tête. Du coup, les membres antérieurs libérés des contraintes antérieures ont pu se spécialiser.
Par la suite, la sélection naturelle a conservé et stabilisé la bipédie car elle apporte à Sapiens d’importants bénéfices secondaires : la libération des mains, la possibilité de parcourir de longues distances et l’acquisition d’une vision panoramique, un avantage certain dans la savane.
En biologie aussi, l’exaptation est présente
Pour la génétique moderne, l’exaptation est présente en permanence : on sait maintenant que les grandes étapes évolutives ne sont pas forcément la conséquence de l’apparition de nouveaux gènes, mais souvent de la nouvelle façon d’utiliser des gènes anciens. Cet aspect très particulier de la génétique est désigné par l’acronyme américain Evo-devo (evolutionary developmental biology).
Un exemple emblématique de cette approche nouvelle est le cas des gènes Hox, parfois appelés les « briques du développement ». Ils sont présents chez tous les animaux chez lesquels ils définissent l’axe tête-queue et contrôlent l’édification des différents segments corporels. Or, une modification infime d’un gène Hox peut entraîner des modifications cataclysmiques : transformation d’un membre en nageoire ou en aile, d’une patte en antenne chez l’insecte, voire d’une vertèbre cervicale en vertèbre thoracique, etc.
Organisation des clusters Hox chez la drosophile, les vertébrés et leur ancêtre commun : un exemple classique de colinéarité évolutive
L‘Evo-devo a totalement transformé la biologie en démontrant que :
* d’une espèce à une autre il y a conservation des plans d’organisation, ce qui apparaît plutôt logique si l’on songe que tous les êtres vivants (poisson, mouche ou… humain) descendent d’un même ancêtre commun
* et la conséquence en est que l’évolution est obligée par le développement : n’importe quelle forme ne peut pas être produite car il y a des contraintes à respecter ;
* c’est la régulation qui permet principalement les grandes innovations évolutives et non l’apparition de nouveaux gènes. Nous avons d’ailleurs évoqué dans un article spécifique l’exemple frappant de la néoténie chez l’Homme, c’est-à-dire la préservation de certains traits juvéniles des primates en raison d’une modification du rythme de développement, un moyen de gagner du temps dans la maturation progressive de l’individu (voir le sujet : la néoténie).
L’Evo-devo nous montre donc que l’évolution ne modifie pas seulement les gènes eux-mêmes mais les programmes de développement. On pourrait presque avancer que c’est la rencontre entre l’évolution (Darwin) et l’embryologie (développement).
Il ne faut pas confondre adaptation et exaptation
Il apparaît certain que l’adaptation n’explique pas tout : l’exaptation est également un moyen pour le vivant de s’ajuster au milieu dans lequel il évolue et, en pareil cas, il n’y a jamais d’apparition ex nihilo d’un organe ou d’un comportement nouveau mais la réutilisation dans un but différent d’une fonction ou d’un organe préexistants. Cette approche permet d’avancer des certitudes souvent contestées :
* Non, contrairement à ce que pensent à tort les créationnistes, il est totalement erroné de croire qu’un organe « est fait » pour une fonction dont il est la « destination finale »,
* et également faux de penser que l’évolution suit un plan préétabli et que tout est optimisé depuis le départ.
L’évolution est avant tout opportuniste et contingente : en réalité tout se passe comme si la nature avait recours à une sorte de « bricolage », comme si, dans un véritable souci d’économie, elle se servait de ce qui existe déjà pour s’orienter vers d’autres opportunités.
L’évolution est un art du recyclage
L’évolution réutilise l’existant, parfois le détourne ou le transforme : elle est opportuniste et non finaliste. L’exaptation nous montre que l’évolution n’est jamais acquise une fois pour toutes, que ce n’est pas un chemin écrit d’avance mais un récit progressivement complété. C’est aussi une invitation à voir le vivant comme un immense « laboratoire de recyclage ».
Illustration ESO représentant les premières étoiles de Population III dans l’Univers primordial
Avant que les galaxies ne s’assemblent et que la lumière ne circule librement, l’Univers n’était qu’un vaste espace froid, silencieux et opaque, rempli des seuls gaz issus du Big bang. Puis, dans ce décor primordial, quelques astres titanesques ont surgi et ont bouleversé le cours du cosmos : les étoiles de Population III. Entièrement dépourvues de métaux, brèves mais prodigieusement lumineuses, elles ont allumé la première clarté de l’Univers et façonné la matière dont naîtront plus tard les galaxies. Aujourd’hui, grâce au télescope spatial James-Webb, leurs traces commencent enfin à émerger, offrant une fenêtre directe sur les premiers instants du monde.
Les étoiles primordiales (que nous avons déjà évoquées dans ce blog, ici et ici) sont les étoiles formées au tout début de l’univers lorsque les forces gravitationnelles firent s’effondrer les structures en place suite au Big bang. Elles incluent les toutes premières étoiles (celles dénuées de tout signe de métaux et que l’on désigne par le terme de Population III) mais également les générations stellaires légérement postérieures, contaminées par les premières explosions d’étoiles géantes et possédant déjà quelques traces – quoique infinitésimales – de métaux. Dit autrement, les étoiles primordiales représentent donc un concept chronologique.
Les étoiles de Population III qui nous intéressent aujourd’hui recouvrent une catégorie bien particulière d’astres : ceux qui, au tout début de l’univers, étaient exclusivement composés d’hydrogène et d’hélium donc sans aucune métallicité ( Z = 0) ou teneur en éléments lourds. Ces étoiles étaient à l’évidence massives, évaluées entre 30 et 300 masses solaires avec pour conséquence une durée de vie très courte. On comprend facilement qu’il a été jusqu’à présent impossible de les observer directement mais, et c’est la raison pour laquelle les scientifiques en reparlent aujourd’hui, elles commencent à être détectées par le télescope spatial James Webb (JWST)…
Le terme primordial désigne donc une époque alors que celui de Population III évoque une composition chimique.
Vue d’artiste ESO du jeune Univers, lorsque les premières étoiles commencent à dissiper les ténèbres.
Au début, un monde froid et sombre
Au tout début, avant l’apparition des premières étoiles, il n’y avait que du gaz originel dans un espace froid et aveugle et l’absence totale de la moindre métallicité : seulement de l’hydrogène, de l’hélium et quelques traces de lithium. C’est dans cet univers obscur qu’ont surgi les étoiles de Population III, chaudes, massives et d’une luminosité prodigieuse. En effet, en l’absence de métaux comme le carbone, l’oxygène, le silicium, le nuage de gaz où va se créer l’étoile reste brûlant, et étant incapable de se refroidir, ne peut pas se fragmenter d’où la formation d’une étoile géante : plus de 100 fois la masse du Soleil, une température centrale gigantesque (> 200 millions K) une luminosité colossale, des réactions nucléaires ultra-rapides et donc une vie très courte (quelques millions d’années tout au plus).
Ces premières étoiles ont eu un rôle capital pour l’évolution de l’univers en permettant une première nucléosynthèse lourde, enrichissant le milieu interstellaire en fabriquant les premiers métaux qui faisaient défaut jusque là. C’est à partir d’elles qu’ont pu se former les premières galaxies et que l’univers s’est réionisé, c'est-à-dire qu’il est passé d’un plasma ionisé juste après le Big bang (protons et électrons séparés), ensuite à une recombinaison conduisant à de l’hydrogène neutre et donc à un milieu opaque. Puis la lumière UV de ces étoiles a arraché les électrons des atomes d’hydrogène neutre permettant au cosmos de redevenir transparent : il aura fallu quand même 1 milliard d’années pour obtenir ce résultat.
Voilà pourquoi ces étoiles initiales sont fondamentales pour comprendre l’évolution cosmique dans son ensemble. Problème, très lointaines dans l’espace et donc dans le temps, elles ne sont pas directement observables… à moins que le JWST ne change la donne.
Vue d’artiste d’une étoile de Population III, extrêmement massive, explosant en supernova d’instabilité de paires
Signes indirects de l’existence des étoiles de
Population III
Plusieurs pistes permettent de cerner la présence de ces étoiles du début :
* Les spectres de galaxies très lointaines
Bien que les étoiles de Population III n’aient jamais été observées directement, leur présence est suggérée par l’analyse spectrale de galaxies situées à des décalages vers le rouge extrêmes (z > 10).
Certaines de ces galaxies montrent en effet :
. une émission Lyman-α anormalement intense (en rappelant que l’émission Lyman‑α est une raie ultraviolette intense produite par l’hydrogène ionisé, et par conséquent l’un des meilleurs traceurs des étoiles très chaudes dans les galaxies primitives). On trouve donc dans ces galaxies des signatures spectrales indiquant une température de rayonnement très élevée et une absence quasi totale de métaux dans le gaz environnant.
. Ces indices orientent ainsi vers l’idée que ces galaxies contiennent — ou ont récemment contenu — des étoiles extrêmement chaudes, massives et dépourvues de métaux : exactement le portrait-robot des étoiles de Population III.
* la chimie dans les étoiles très pauvres en métaux
Au sein de notre galaxie, on observe des étoiles qualifiées d’ultra-pauvres en métaux (UMP), dont la composition chimique porte la trace des premières générations stellaires. Certaines présentent : des excès d’éléments légers (carbone, oxygène), des déficits extrêmes en fer, en somme des ratios d’abondance compatibles avec l’explosion de supernovae très massives (100–300 masses solaires).
Ces étoiles sont considérées comme des “fossiles chimiques” : elles ne font pas partie des étoiles de Population III mais elles ont été enrichies par les supernovae de Population III, ce qui indirectement permet de reconstruire la nature de ces premiers astres.
* Les signatures dans le fond diffus cosmologique (CMB)
Les étoiles de Population III ont joué un rôle majeur dans la réionisation de l’Univers. Leur rayonnement ultraviolet intense a, nous l’avons déjà dit, progressivement ionisé l’hydrogène neutre, laissant des traces dans :
. l’épaisseur optique mesurée par Planck,
. les anisotropies de polarisation du CMB,
. la chronologie de la réionisation.
Ces signatures ne prouvent pas directement l’existence des étoiles de Population III, mais elles indiquent qu’une source de rayonnement extrêmement énergique a dû intervenir très tôt — ce que les modèles attribuent tout naturellement à ces étoiles primordiales.
Champ profond SMACS 0723 observé par le télescope spatial James Webb : des milliers de galaxies, dont certaines parmi les plus lointaines jamais détectées, révélées grâce à l’effet de lentille gravitationnelle.
Rôle fondamental du JWST
Le télescope spatial James-Webb a transformé la recherche sur les étoiles de Population III. Grâce à sa sensibilité dans l’infrarouge et à sa capacité à observer des galaxies situées à z > 12, il a permis :
* de détecter des galaxies candidates extrêmement pauvres en métaux,
* d’observer des spectres compatibles avec des populations stellaires très chaudes,
* et d’identifier des objets dont la luminosité ne peut s’expliquer que par des étoiles massives et primitives.
Le JWST a ouvert une fenêtre directe sur les premiers 300 millions d’années de l’Univers, une période jusque-là inaccessible. Il ne montre pas encore des étoiles de Population III isolées, mais il révèle des environnements où elles ont très probablement existé.
La découverte de ces astres anciens serait un tournant majeur
Cela conduirait certainement à valider ou à réviser nos modèles cosmologiques actuels : en effet, l’observation directe d’une étoile de Population III — ou la signature indiscutable de son existence —
. permettrait de confirmer les modèles de formation stellaire dans l’Univers primordial,
. de tester les prédictions sur la masse, la température et la durée de vie de ces étoiles,
. et d’ajuster les scénarios de réionisation et d’évolution du gaz primordial.
À l’inverse, la mise en évidence d’un modèle contraire aux modèles actuels obligerait à réviser profondément notre compréhension des premiers instants du cosmos.
Collision du Bullet Cluster — les distorsions gravitationnelles révèlent la matière noire, séparée du gaz chaud visible.
Matière noire et structure du cosmos
Les étoiles de Population III ont été les architectes des premières galaxies puisqu’elles ont enrichi le gaz en métaux, déclenché les premières vagues de formation stellaire et façonné la structure du milieu intergalactique. Leur formation n’est pas seulement un phénomène baryonique : elle est intimement liée à la matière noire. Les observer directement permettrait de comprendre comment les galaxies ont évolué des nuages d’hydrogène neutre vers des structures complexes comme la Voie lactée.
Ces premières étoiles se sont par ailleurs formées dans les puits de potentiel de la matière noire. Du coup, expliquer leur formation et leur rôle permettrait d’aborder des problèmes fondamentaux concernant la génèse de l’univers et qui, pour l’instant, restent hors de portée : tester les modèles de halos de matière noire, comprendre comment la matière baryonique s’est organisée autour de ces halos et préciser les scénarios de formation des grandes structures (amas, filaments, vides extragalactiques).
En définitive, ces étoiles primordiales ne sont pas seulement des curiosités théoriques : elles sont les clés de notre histoire cosmique. Et c’est pourquoi les trois questions suivantes demeurent essentielles pour comprendre l’aube de l’Univers.
— Certaines théories alternatives (matière noire chaude, interactions faibles) pourraient, de plus, être confirmées ou invalidées par la chronologie de formation des premières étoiles.
— En cherchant les étoiles de Population III, les scientifiques ne poursuivent pas seulement des astres disparus depuis plus de treize milliards d’années : ils tentent de retrouver la première lueur qui a façonné le cosmos. Ces géantes primitives ont semé les métaux, réionisé l’espace, structuré la matière et préparé la naissance des galaxies. Leur empreinte est partout, mais leur visage nous échappe encore.
— Grâce au télescope James-Webb, nous commençons pourtant à entrevoir leurs traces, à reconnaître leurs signatures spectrales et à reconstituer leur rôle dans l’aube cosmique. Découvrir un jour l’une de ces étoiles — ou confirmer sans ambiguïté leur existence — serait bien plus qu’une prouesse d’observation : ce serait comprendre comment l’Univers est passé de l’obscurité à la lumière et comment les premières structures ont émergé des profondeurs de la matière noire. En somme, ce serait éclairer les tout premiers instants de notre histoire cosmique.
Images :
1. Vue d’artiste ESO représentant les premières étoiles de Population III illuminant l’Univers primordial encore opaque
2. Vue d’artiste ESO d’une étoile de Population III explosant en supernova d’instabilité de paires
3. Champ profond SMACS 0723 observé par le télescope spatial James-Webb : galaxies très lointaines révélées par lentille gravitationnelle
4. Collision du Bullet Cluster : séparation du gaz chaud et de la matière noire révélée par les distorsions gravitationnelles
Ce billet a été légèrement révisé en juillet 2026 afin d’intégrer quelques précisions nouvelles sur les régions de formation stellaire et les observations récentes. Pour une exploration complémentaire, voir également : “Les étoiles de Population III, premières lumières du cosmos"
Mise à jour – juin 2026 : plusieurs nouvelles observations publiées récemment confirment l’intérêt scientifique de ces objets célestes. Les dernières images du télescope spatial James-Webb, notamment, permettent d’affiner notre compréhension des nébuleuses planétaires et des régions de formation stellaire. Elles montrent à quel point ces structures, parfois déjà évoquées dans cet article, restent au cœur de la recherche actuelle
Voici quelques courts articles parus sur le site Facebook du blog
LA NÉBULEUSE DE L’HÉLICE (NGC 7293)
nébuleuse de l'Hélice
Cette étrange nébuleuse qui ressemble à un œil dans le ciel (on la surnomme parfois « l’œil de Dieu ») est la plus proche de nous puisque située à 700 années-lumière, en regard de la constellation du Verseau. Connue depuis la plus haute antiquité (et également nommée nébuleuse du Porteur d’eau), elle s’étend sur près de trois années-lumière.
Cet objet est la résultante de la mort d’une étoile de type solaire et on peut se demander comment celle-ci a pu engendrer une telle configuration qui ressemble à une spire. En réalité, si on l’observe attentivement, la nébuleuse est composée de deux disques pratiquement perpendiculaires l’un à l’autre. On y découvre des ondes de choc, des arcs et, dans sa partie centrale, des nœuds cométaires (des globules de poussière très denses), le tout étant assez mal compris des scientifiques. Cette complexité géométrique reste du domaine de la recherche ce qui permettra certainement dans le futur d’appréhender comment des étoiles de type solaire terminent leur vie.
Crédits photo : telescope.live ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LE QUINTETTE DE STEPHAN VU PAR LE
TÉLESCOPE SPATIAL HUBBLE
quintette de Stephan
Le quintette de Stephan s’observe en regard de la constellation de Pégase, située au sud d’Andromède, dans l’hémisphère nord. C’est une construction visuelle qui regroupe, comme son nom l’indique, cinq galaxies dont seulement quatre d’entre elles sont en connexion les unes avec les autres. Ces dernières sont toutes à dominante jaunâtre et se situent à environ 340 millions d’années-lumière. En revanche, la galaxie bleutée (NGC 7320), en bas de l’image, n’a rien à voir avec elles car se situant en avant-plan à 40 millions d’années-lumière.
Les galaxies en interaction (NGC 7319, 7318B, 7318A et 7317, de gauche à droite) se caractérisent par des queues déformées, des boucles et de longs filaments de gaz et d’étoiles en relation avec les forces de marée gravitationnelles qui les attirent.
Le télescope Hubble a mis récemment en évidence qu’un groupe d’étoiles rouges très anciennes entoure le quintette ce qui apporte la preuve que certaines de ces galaxies ont commencé à se mélanger en ce superbe ballet cosmique il y a plus d’un milliard d’années.
Crédits : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LES STRIES DE JUPITER
Jupiter
Par rang d’éloignement au Soleil, Jupiter est la cinquième planète du système mais c’est également – et de loin – la plus vaste puisque cette géante gazeuse est plus volumineuse que toutes les autres planètes réunies. Elle tourne autour de notre étoile en un peu moins de douze ans.
Son atmosphère supérieure est subdivisée en zones claires et sombres qui l’entourent totalement et qui sont produites par de violents vents soufflant à plus de 300 km/h. Les nuées claires sont formées par des nuages opaques provenant des profondeurs de l’atmosphère jovienne qui viennent masquer les nuages plus sombres situés en dessous. Sur la photo ci jointe (prise par la sonde Juno en 2017), on peut distinguer une de ces zones claires.
L’atmosphère jovienne est composée d’hélium et d’hydrogène incolores mais on ne connait pas encore avec certitude ses autres composés bien que de faibles quantités de carbone et de soufre (modifiés par les UV du Soleil) aient été mis en évidence. Plus étonnant, la sonde Juno a permis la découverte d’eau (0,25%) dans cet ensemble ce qui est inattendu car plutôt élevé.
Quoi qu’il en soit, cette atmosphère particulière donne à l’image de la surface de la planète une apparence tourmentée aux dessins parfois superbes.
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
QUAND DES SOURIS GALACTIQUES S’ENTRELACENT
les Souris galactiques
Les « souris galactiques » sont deux galaxies lenticulaires (NGC 4676) qui se percutent depuis des millions d’années. Leur surnom provient de leurs longues queues créées par les forces de marée gravitationnelle. Elles se situent à environ 300 millions d’années-lumière, dans l’hémisphère nord, en regard de la constellation de la Chevelure de Bérénice.
Transition entre galaxies elliptiques et spirales (parce que sans bras spiraux véritables), ces deux galaxies lenticulaires entrent lentement en collision sur plusieurs centaines de millions d’années. Leurs longues traînes sont dues à la différence gravitationnelle existant entre les parties proches et lointaines de chacune d’entre elles, les dimensions de ce ballet cosmique étant gigantesques.
Elles sont probablement déjà passées à travers l’une de l’autre et le referont encore plusieurs fois avant leur fusion définitive. Comme on peut le voir sur la photo ci-jointe prise par le télescope spatial Hubble en 2002, leurs cœurs sont entourés de zones bleutées correspondant certainement aux anciens bras spiraux de chacune dilacérés par les forces de marée qui les lient. Au final, elles donneront très certainement naissance à une gigantesque galaxie spirale… mais dans très très longtemps.
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. Universalistes
GALAXIE SPIRALE M61
M 61
Située à 55 millions d’années-lumière, en regard de la constellation de la Vierge, M61 (NGC 4303) est une galaxie spirale barrée considérée comme quasiment identique à notre propre Voie lactée. C’est une des galaxies les plus vastes de l’amas de la Vierge (composé de 1500 à 2000 galaxies) et elle est considérée à « sursaut d’étoiles » car présentant un taux de formation stellaire extrêmement élevé. Elle possède de plus un trou noir central supermassif.
M61 est visible de face comme le montre la belle photo ci-jointe prise par le télescope spatial Hubble. On peut y admirer ses bras spiraux très développés, de longues traînées de poussière, de nombreuses zones de jeunes étoiles bleutées ainsi que des régions rosâtres, centres d’étoiles en formation. Son centre galactique est quant à lui décalé à gauche, l’ensemble visible sur la photo couvrant environ 50 000 années-lumière.
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U
HH 666
HH 666
À environ 7500 années-lumière de nous, la nébuleuse de la Carène abrite une des plus grandes pouponnières d’étoiles. Grâce au télescope spatial Hubble, on a pu y mettre en évidence un pilier de poussière cosmique long de deux années-lumière (au centre de la photo) qui abrite l’objet de Herbig-Haro HH 666.
Rappelons que, en astronomie, les objets de Herbig-Haro (HH) sont de puissants jets associés à de toutes nouvelles étoiles. Ces nébulosités apparaissent lorsque de la matière éjectée par la nouvelle étoile encore en formation se heurte à la poussière et au gaz voisins à des vitesses pouvant atteindre plusieurs centaines de km par seconde. Ces jets révèlent ainsi une région de formation stellaire.
Et ce sont les rayonnements intenses des nouvelles étoiles chaudes de la Carène – beaucoup étant encore en formation au sein de la nébuleuse – associés aux vents cosmiques qui dessinent les contours rayonnants du pilier.
Crédits-photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LE FANTÔME DE JUPITER (NGC 3242)
fantôme de Jupiter
Ce curieux objet astronomique (en haut et à gauche de la photo) se trouve à environ 4500 années-lumière de nous, en regard de la constellation de l’Hydre, et mesure lui-même une année-lumière. NGC 3242 est souvent surnommé le « fantôme de Jupiter » car son aspect vaporeux lui confère une certaine ressemblance avec la géante gazeuse de notre système solaire.
Il s’agit en fait de la forme que prend ici la mort d’une étoile de type solaire. L’aspect symétrique en forme d’œil du linceul stellaire est vraisemblablement en rapport avec la destruction des planètes qui entouraient l’étoile. Au centre de la nébuleuse on trouve évidemment une naine blanche, seul reste hyperdense du noyau stellaire. C’est elle qui irradie par ses rayons ultraviolets invisibles mais intenses la nébuleuse et lui donne son aspect étrange.
On sait que la mort de ce type d’étoile commence par un stade de géante rouge et c’est probablement cela qui explique le halo moins brillant mais plus large qui entoure la nébuleuse (dite « planétaire » bien que n’ayant, comme on l’a déjà signalé, aucun rapport avec une quelconque planète)
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
TITAN, LUNE DE SATURNE
Titan
La géante gazeuse Saturne est entourée de 82 satellites connus dont le plus grand, Titan, est le deuxième satellite le plus vaste du système solaire (plus que la planète Mercure !) derrière Ganymède qui orbite autour de Jupiter. Entouré d’une épaisse atmosphère composée principalement de diazote (et de quelques traces de méthane et d’éthane), la surface de Titan est longtemps restée un mystère car inobservable depuis la Terre.
C’est la sonde spatiale Cassini qui a permis d’en savoir un peu plus. La photo ci-jointe a été prise le 9 juin 2017, à une distance de 507 000 km. On peut y voir que la surface du satellite présente des lacs sombres d’hydrocarbure près du pole nord. Cette surface est jeune puisque plutôt plate (à part quelques rares montagnes et cryovolcans) et qu’elle présente peu de cratères d’impacts. Dans le ciel de Titan on observe la dérive de quelques nuages brillants de méthane.
L’image a été prise deux semaines après le début de l’été sur Titan, la petite planète dépendant gravitationnellement de la géante gazeuse aux superbes anneaux autour de laquelle elle tourne.
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LE DOUBLE AMAS STELLAIRE DE PERSÉE
amas stellaires de Persée
Situés à environ 7000 années-lumière de la Terre, en regard de la constellation de Persée, on peut apercevoir un double amas stellaire (NGC 869 et NGC 884), important lieu de formation d’étoiles dans notre galaxie. Ce double groupe d’étoiles peut être aperçu à l’œil nu à condition que la nuit soit particulièrement noire… ce qui, hélas, est de plus en plus rare de nos jours.
Connu probablement depuis les débuts de l’humanité, cet objet est notamment recensé par l’astronome grec Hipparque (190-120 av. J.C.). Âgés de 6 (NGC 884) et 12 millions d’années (NGC 869), les deux amas ouverts sont issus d’un même nuage interstellaire mais diffèrent par la composition de leurs étoiles : nouvelles géantes de type spectral B pour 884 et étoiles B blanches ou rouges en phase de supergéantes pour 869. Les deux amas mesurent chacun 100 années-lumière et sont séparés l’un de l’autre par seulement quelques centaines d’années-lumière.
Avec un télescope, la vision de ces pouponnières d’étoiles est fascinante car associant des centaines d’étoiles de toutes sortes dans chaque amas, depuis des supergéantes rouges, des étoiles encore au milieu de leur existence comme des naines rouges ou jaunes et des supergéantes bleues ou blanches. De purs joyaux dans le ciel !
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LES NÉBULEUSES BLEUES D’ORION .
nébuleuses d'Orion
Située à 1500 années-lumière de nous, nous avons déjà évoqué le complexe d’Orion, immense crèche de nouvelles étoiles, en étudiant notamment certains de ses composants comme la nébuleuse d’Orion ou celle de la Tête de Cheval.
Revenons aujourd’hui sur les deux nébuleuses bleutées très brillantes qu’on trouve dans le complexe : sur la gauche de la photo NGC 2071 et M78, à droite, bien plus célèbre et décrite depuis au moins 200 ans. Il s’agit de nébuleuses par réflexion car éclairées par la lumière des étoiles nouvelles qu’elles dissimulent (des étoiles bleues de type spectral B). Les scientifiques étudient toujours avec attention ce type de nébuleuses afin de mieux comprendre la formation de leurs étoiles internes. M78 s’étale sur près de quatre années-lumière.
On peut observer la grande nébuleuse d’Orion à l’œil nu (en conditions d’obscurité optimale), immédiatement en dessous de la célèbre ceinture de la constellation du même nom. M78 est donc assez facile à situer et se présente sous la forme d’une comète, en réalité comme une toute petite tache bleue quand elle est observée avec des jumelles.
Ce superbe complexe d’Orion sera totalement dispersé dans 100 000 ans.
Image, crédit & copyright : Marco Burali, Tiziano Capecchi, Marco Mancini (MTM observatory, Italy)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LA NEBULEUSE DE LA LAGUNE PAR LA FACE SUD
nébuleuse de la Lagune
Composée essentiellement de grands nuages d’hydrogène ionisé par les nouvelles étoiles, la nébuleuse par émission de la Lagune est une importante zone de formation stellaire cataloguée M8 selon Messier. Elle est située en regard de la constellation du Sagittaire, en direction du centre de notre galaxie, et est gigantesque puisqu’elle s’étend sur plus de 100 années-lumière pour près de 50 années-lumière de large. Elle est située à 4000 années-lumière de nous.
La photo ci-jointe réalisée à partir du télescope Gemini 8m recouvre approximativement 20 années-lumière, vers le sud de la nébuleuse, un endroit parfois surnommé la « falaise sud ». On peut y observer des nuages de poussière entourant de scintillantes crêtes ondulées ce qui permet de détailler les liaisons existant entre les toutes jeunes étoiles qui sont encore engoncées dans les nuages de gaz ayant permis leur formation. Comme d’habitude, on trouve également ici des objets de Herbig Haro qui sont d’impressionnantes projections gazeuses créées par l’intense chaleur des nouvelles étoiles chauffant matière et gaz de leur voisinage. Sous un ciel sombre, on peut assez facilement observer la nébuleuse avec une simple paire de jumelles (et parfois même à l’œil nu).
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech
R AQUARII, ĖTOILE PULSANTE
étoile R Aquarii
Située à environ un peu plus de 700 années-lumière de nous, en regard de la constellation du Verseau, R Aquarii est un système binaire composé d’une étoile variable de type Mira, c’est-à-dire très rouge, accumulant des amplitudes de luminosité intenses correspondant à des périodes de pulsation supérieures à 100 jours et d’une naine blanche. On parle alors de couple symbiotique.
Cette binaire est l’une des plus proches étoiles symbiotiques de notre environnement et a été particulièrement étudiée par les scientifiques pour l’observation de ses sources de jet. En effet, par sa proximité gravitationnelle, la naine blanche arrache régulièrement de la matière à sa compagne jusqu’à en éjecter le surplus sous la forme d’étranges nébulosités bouclées, le tout sur un fond à dominante rouge en raison de la présence d’une région très poussiéreuse.
La région centrale montre qu’une importante éjection a eu lieu il y a un peu moins d’un siècle. Ces incessantes variations de lumière font que, en quelques mois (390 jours en moyenne), l’étoile passe d’un objet visible à l’œil nu à une image devenant invisible même avec de bonnes jumelles. Les précédentes éjections de matière ont conduit à la formation d’une nébuleuse s’étendant à présent sur près d’une année-lumière, comme on peut le voir sur la photo.
Voici quelques courts articles parus sur le site Facebook du blog
L’ÉBLOUISSANTE GALAXIE NGC 2276
NGC 2276
Voici ci-dessus une des plus belles images de galaxies prise par le télescope spatial Hubble. Il s'agit de NGC 2276, une spirale dite intermédiaire en ce sens qu'elle est classée par les scientifiques entre les spirales régulières et les spirales barrées. Elle se trouve en regard de la constellation de Céphée, à 120 millions d'années-lumière de nous. Elle renferme un trou noir central supermassif et même un trou noir intermédiaire (de 50 000 masses solaires !) ainsi que pas moins de six supernovas.
NGC 2276 présente également de curieuses déformations résultant comme il se doit de forces de marée gravitationnelles provenant de ses voisines galactiques (au nombre de quatre) dont la très massive NGC 2300, une elliptique située à 230 000 années-lumière d'elle. De ce fait, on peut observer sur l'image un contraste entre, à gauche et en haut, une compression de la matière galactique (regroupant des myriades de nouvelles étoiles suite à l’ancien probable passage d'une galaxie naine) en opposition avec des bras spiralés et allongés, en bas et à droite, attirés par la monstrueuse galaxie elliptique NGC 2300 (hors du champ photographique).
Ce paysage galactique quelque peu torturé offre, grâce à Hubble, une vision galactique éblouissante de beauté...
Credits photo : NASA, ESA, STScI, Paul Sell (Université de Floride)
L’AMAS GLOBULAIRE M15
amas globulaire M15
Les amas globulaires (ou amas stellaires fermés) sont des essaims de centaines de milliers d’étoiles. Ils sont pour la plupart nés en même temps que notre galaxie (leurs étoiles sont d’ailleurs très souvent des géantes rouges en fin de vie). Gravitant plus ou moins près d’elle, certains d’entre eux sont peu à peu absorbés.
Âgé d’environ 13 milliards d’années, Messier 15 (M15) se situe à quelques 35 000 années-lumière, en regard de la constellation de Pégase et c’est un des plus denses parmi les 150 amas globulaires répertoriés (il en existe certainement d’autres cachés par le disque galactique de la Voie lactée).
Son diamètre est d’à peu près 200 années-lumière et il contient beaucoup d’étoiles variables (plus de cent) ce qui a permis d’en estimer la distance. M15 présente une particularité : plus de la moitié de ses étoiles se trouve concentrée dans les 10 années-lumière du centre ce qui est peut-être en rapport avec la présence d’un trou noir.
L’extraordinaire concentration d’étoiles de la partie centrale de M15 doit conférer aux éventuels observateurs situés sur une planète locale une vue féérique : des nuits probablement aussi lumineuses que le jour...
Crédits : ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
UN ŒIL DANS LE CIEL
nébuleuse de la Lyre
À environ 2500 années-lumière, cet « œil » qui semble nous observer est la nébuleuse de la Lyre (M57) située en regard de la constellation du même nom. Il s’agit d’une nébuleuse planétaire (terme historique qui n’a rien à voir avec une quelconque planète) et elle est âgée d’environ 5000 ans.
Photographiée ci-dessus par le télescope spatial Hubble, il s’agit d’un anneau enserrant un nuage de gaz luminescent, créé par les derniers spasmes d’une étoile mourante de la même catégorie que notre Soleil. C’est le puissant rayonnement ultraviolet provenant du reste stellaire central qui ionise les atomes de gaz (bleu pour l’hélium au centre, bleu pastel pour le mélange hydrogène-oxygène du bord interne de l’anneau et enfin orange/rouge orangé pour le soufre et l’azote périphériques).
La nébuleuse de la Lyre mesure une année-lumière de diamètre et on peut voir en son centre le reliquat de l’étoile originelle sous la forme d’une tête d’épingle brillante : il s’agit d’une naine blanche très chaude puisque sa température atteint les 100 000 K.
Crédits-photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
L’AMAS DE LA ROSETTE
amas ouvert de la Rosette
Un amas stellaire ouvert est composé de quelques dizaines à quelques centaines d’étoiles toutes nées ensemble et qui sont un temps liées par les forces de gravitation. Rapidement (en termes astronomiques) ces étoiles de même nature et ne différant que par leurs masses subissent le jeu de facteurs externes (nuages moléculaires passant à proximité) et s’éloignent progressivement les unes des autres : l’amas finit par disparaître complètement.
L’amas ouvert de la Rosette (NGC 2244), visible sur la photo ci-dessus, est situé à 5200 années-lumière en regard de la constellation de la Licorne et mesure environ 50 années-lumière. Il est très jeune puisqu’il n’est âgé que de 8 millions d’années. Sa jeunesse explique la raison pour laquelle il est dominé par des géantes bleues qui l’illuminent. Il se trouve au centre de la nébuleuse qui lui a donné naissance. Dans la confusion complexe des gaz (hydrogène en vert, soufre en rouge et oxygène en bleu), des filaments de poussière et de matière s’évacuent vers la périphérie.
Les étoiles qui forment NGC 2244 tournent à peu près la même vitesse autour de la Galaxie mais finiront par se séparer dans quelques centaines de millions d’années au point qu’on ne pourra plus savoir qu’elles eurent une origine commune.
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech.
NÉBULEUSE DE LA TÊTE DE SINGE
nébuleuse de la Tête de Singe
La nébuleuse de la Tête de Singe (NGC 2174) est une nébuleuse par émission située en regard de la constellation d’Orion. Sur la photo ci-dessus prise par le télescope spatial Hubble on en voit le bord constitué de superbes nuages de poussière et de gaz burinés par les radiations émises par les nouvelles étoiles des amas ouverts proches (hors champ).
Les vents stellaires des étoiles nouvelles disperseront ce splendide paysage quasi-montagneux lors des millions d’années à venir. Il faut préciser que ces volutes majestueuses ont une très faible densité : elles sont en fait moins denses que l’air que nous respirons ce qui explique leur fragilité cosmique.
La nébuleuse de la Tête de Singe est éloignée d’environ 6500 années-lumière et s’étend sur à peu près 6 années-lumière. Le télescope spatial James Webb, spécialisé dans l’infrarouge, nous en donnera des clichés probablement encore plus surprenants.
Crédits-photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
NÉBULEUSE DE L’ŒIL DU CHAT
nébuleuse de l'oeil du chat
Pris par le télescope spatial Hubble il y a quelques années, ce superbe cliché, riche en détails, correspond à une nébuleuse planétaire (qui n’a rien à voir avec une quelconque planète, rappelons-le), c'est-à-dire à la mort d’une étoile de type solaire.
En regard de la constellation du Dragon dans l'hémisphère nord et située à environ 3300 années-lumière de nous, mesurant une demi-année-lumière, NGC 6543 (son autre appellation) évoque l’œil d’un chat pour certains scientifiques. On peut y distinguer l’étoile centrale qui donne naissance à ce panorama et qui se transformera sous peu en naine blanche, un cadavre d’étoile dont la luminosité déclinera progressivement au long des centaines de millions d’années.
Par des convulsions régulières, l’étoile mourante se débarrasse de ses couches externes en produisant des formes circulaires non encore parfaitement élucidés par les scientifiques et qui s’étendent dans l’espace selon des schémas compliqués. Cette image représente exactement ce qui arrivera à notre Soleil dans environ cinq milliards d’années.
Cette sorte de soufflé dans le ciel a été appelée Tycho car c’est le célèbre astronome suédois Tycho Brahe qui l’observa le 11 novembre 1572. Il faut dire que la supernova était alors plus brillante que Vénus. Sa luminosité décrut par la suite pour ne plus être visible à partir de mars 1574. Cette découverte fut un événement considérable d’un point de vue scientifique car cette observation mettait un terme au dogme aristotélicien selon lequel le monde était immuable au-delà de la Lune.
Le nuage de gaz en expansion (le rémanent de la supernova) est terriblement chaud et c’est sa vitesse d’expansion variable qui lui donne cet aspect de nébuleuse soufflée.
SN 1572 est également importante d’un point de vue astronomique car c’est une supernova de type Ia c'est-à-dire thermonucléaire : il s’agit en fait d’un système binaire dans lequel une naine blanche « vole » de la substance à sa compagne (pour Tycho une étoile de type solaire), avant de se désintégrer selon un processus bien connu permettant de calculer la distance de la galaxie hôte (les scientifique appellent ce type d’objets des « chandelles de l’espace »).
Le rémanent de Tycho quant à lui se situe au sein de la Voie lactée, à 7500 années-lumière de nous, en regard de la constellation de Cassiopée.
Crédit photo : NASA / CXC / F.J. Lu (Chinese Academy of Sciences) et al.
LA CHAINE DE MARKARIAN
Chaîne de Markarian
Une chaîne de galaxies s’affiche selon un curieux chapelet appelée la Chaîne de MarKarian qui se situe non loin d’un énorme amas de galaxies situé à environ 50 millions d’années-lumière. Cet amas, l’amas de la Vierge (il est en regard de la constellation de la Vierge), regroupe pas moins de 2000 galaxies et influence par ses forces gravitationnelles notre propre groupe local.
Sur l’image ci-dessus, on peut voir la chaîne de Markarian qui débute, en bas et au centre par deux grandes galaxies lenticulaires (M 84 et M 86) pour s’allonger en arc de cercle jusque vers le point supérieur droit de la photo. Au moins huit galaxies de la chaîne paraissent se déplacer selon un forte attraction gravitationnelle, les autres ne se trouvant sur la photo qu’au gré du hasard.
Pour résumer, la chaîne de Markarian est un alignement remarquable de galaxies de l’amas de la Vierge, identifié comme un ensemble cohérent par l’astronome Benjamin Markarian dans les années 1960. Elle comprend notamment M84, M86 et la paire en interaction NGC 4435–4438, connue sous le nom des Yeux de la Vierge ("the eyes").
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
MIMAS, LUNE DE SATURNE
Miùas
Mimas, un des cinquante satellites de Saturne, est le plus petit sphéroïde orbitant autour de la planète géante. Son diamètre est variable, oscillant de 382 à 418 km. On note immédiatement que sa surface recèle un des plus grands cratères d’impact visible sur un de ces petits satellites saturniens. C’est l’astronome William Herschel (1738-1822) qui le décrivit le premier en 1789 et c’est la raison pour laquelle il porte son nom.
La petite lune fut presque détruite lorsqu’elle fut heurtée par l’impacteur et on peut affirmer que, si celui avait été légèrement plus grand, elle aurait été irrémédiablement désintégrée. Le gigantesque cratère s’étend sur près de 130 km (rapporté à la Terre, le cratère serait plus grand que l’Europe toute entière) et son pic central s'élève à plus de 6 km de hauteur. Ce choc intense explique la variation inhabituelle du diamètre de Mimas qui est fracturée jusqu’à sa face opposée, très certainement en raison de l’onde de choc qui la traversa de part en part.
Mimas est principalement constituée de roches et de glace d’eau, en somme une grosse boule de neige sale. C’est la sonde Cassini qui prit la photo ci-dessus lorsqu’elle orbitait autour de Saturne.
Crédits : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
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NEBULEUSE DE LA FOURMI
nébuleuse planétaire de la Fourmi
En regard de la constellation de la Règle dans l’hémisphère sud, à environ 8000 années-lumière, la nébuleuse de la fourmi (Menzel 3 ou Mz 3) présente une forme plutôt inhabituelle. C’est pourtant une nébuleuse « planétaire » correspondant à la fin de vie d’une étoile similaire à notre Soleil.
Pourquoi cette forme étrange ? Plusieurs explications ont été avancées par les scientifiques. Il est possible qu’une autre étoile, forcément moins lumineuse puisqu’on ne la voit pas, orbite autour de l’étoile agonisante et que sa présence explique l’aspect tourmenté de la nébuleuse qui évoque la tête et le thorax d’une fourmi. Une autre explication réside dans la canalisation des gaz en rapport avec la rotation de l’étoile et la présence d’un fort champ magnétique : selon cette hypothèse, la matière serait piégée et s’enroulerait en des formes compliquées avant d’être éjectée à des vitesses avoisinant les 1000 km/h.
Quoi qu'il en soit, puisqu'il s'agit de la fin de vie d'une étoile de type solaire, les astronomes se disent qu’en décryptant les mécanismes en cause, on pourrait obtenir des renseignements intéressants sur le futur de notre étoile.
Crédits image : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
POUPONNIERE D’ETOILES DANS LE GRAND NUAGE DE MAGELLAN
Grand Nuage de Magellan (détail)
Le Grand Nuage de Magellan est une galaxie naine satellite de la Voie lactée. Situé à 160 000 années-lumière, en regard des constellations de la Table et de la Dorade, c’est la troisième galaxie la plus proche de la nôtre après les galaxies naines du grand Chien et du Sagittaire. C’est également la quatrième plus massive de notre groupe local (après Andromède, la Voie lactée et la galaxie du Triangle).
La photo ci-dessus, prise par le télescope spatial Hubble, nous dévoile une superbe pouponnière d’étoiles appartenant à ce Grand Nuage de Magellan. On peut y distinguer deux nébuleuses par émission : NGC 2014, rouge et de forme irrégulière tandis que, en bas et à gauche, on trouve NGC 2020 bleue et parfaitement ronde. C’est un fantastique lieu de formation d’étoiles.
Les étoiles de ces deux formations sont au moins dix fois plus massives que le Soleil avec pour conséquence de posséder une durée de vie bien plus courte s’étendant sur seulement quelques millions d’années. On baptise cet endroit du nom de « Récif cosmique », un objet dont les formes sont sculptées par les puissants vents stellaires émanant des étoiles chaudes nouvellement créées.
Les galaxies spirales se réduisent à un simple disque en raison des collisions des molécules de gaz qui les constituent et qui, en refroidissant, chutent vers le noyau central, un phénomène qui explique également que les planètes tournent toutes sur un même plan.
De ce fait, lorsque certaines de ces galaxies sont vues par la tranche, elles paraissent très minces. Sur la photo ci-jointe, on peut voir la galaxie NGC 3717, située à environ 80 millions d’années-lumière, en regard de la constellation de l’Hydre. Sa taille est de 100 000 années-lumière, voisine de celle de notre propre Voie lactée.
Photographiée par le télescope spatial Hubble, on peut y discerner un bulbe galactique central riche en étoiles anciennes jaunes et donc plus clair tandis que, en périphérie, stagnent des filaments sombres de poussière. L’étoile brillante qu’on aperçoit à droite du centre de NGC 3717 fait bien entendu partie de notre propre galaxie.
Crédits : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
Dans des articles dédiés (« la Voie lactée » et « la naissance de la Voie lactée ») nous avions résumé les principales caractéristiques de notre galaxie, rappelant au passage que ces notions qui nous paraissent aujourd’hui évidentes datent de moins d’un siècle.
Nous savons que la Voie lactée est une galaxie comme il en existe beaucoup : une spirale en rotation organisée autour d’un disque de poussière, de gaz et, bien sûr, d’étoiles… Ce disque aplati est doté de bras spiralés tournant autour d’un centre brillant, le bulbe galactique. Mais voilà que le satellite Gaia de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) vient de bousculer nos certitudes en révélant un étrange phénomène : une gigantesque vague de matière en mouvement parcourt une grande portion du disque de la galaxie, un peu à la façon dont l’eau dormante des marais peut être soulevée par des ridelles si on lui jette une pierre. Comment expliquer cette découverte inattendue ?
Avant Gaïa
Plusieurs signes indirects rassemblés au fil des décennies laissaient supposer que le disque de la Voie Lactée n’était pas uniformément plat mais présentait une déformation de ses bords appelée « warp » par les scientifiques anglo-saxons (to warp en anglais veut dire tordre ou déformer).
Cette anomalie portant sur des dizaines de kiloparsecs (un kiloparsec « vaut » un peu plus de 3200 années-lumière) a été suspectée dés les années 1950 grâce aux émissions radio de l’hydrogène neutre (c'est-à-dire les atomes d’hydrogène non ionisés et non moléculaires). Ces émissions radio suggéraient que le plan de notre galaxie était relevé d’un côté et abaissé de l’autre sans qu’on puisse l’expliquer ce qui, par la suite, a entraîné des années d’observations et de tentatives d’interprétations plus ou moins fantaisistes. Ont alors été évoquées la présence d’un nuage intergalactique voire celle d’un halo sombre et la force d’attraction exercée par les galaxies satellites de la Voie lactée que sont le Grand et le Petit nuage de Magellan. Plus récemment, mais nous y reviendrons, c’est une petite galaxie elliptique découverte en 1994 (le Nain du Sagittaire - ou gr dSph - dont les étoiles sont actuellement absorbées par notre galaxie) qui a été mise en cause… Mais trop d’explications potentielles laissent supposer qu’on ne sait pas grand-chose…
Voie lactée par Serge Brunier (désert d'Atacama, Chili)
Gaïa
Le 19 décembre 2013, depuis l’ère de lancement de Kourou en Guyane, l’agence spatiale européenne a assuré la mise en orbite de son satellite d’astrométrie et de photométrie Gaïa dont la mission principale était de cartographier en 3D la Voie lactée. Cette opération n’était pas une petite affaire puisqu’il s’agissait de mesurer les différentes positions, les distances et les mouvements de deux milliards d’étoiles ! Pas que des étoiles d’ailleurs puisqu’étaient aussi concernés quasars, astéroïdes et, de façon plus générale, tous les objets exoplanétaires détectables par leurs effets sur la luminosité ou la position. Le satellite Gaïa a cessé de fonctionner en 2025 après 12 ans de bons et loyaux services mais la clôture physique proprement dite de la mission n’en est pas la fin puisque les données recueillies continuent d’être exploitées et le seront durant les dizaines d’années à venir.
Outre la carte 3D de la Voie lactée qui permet de tenter de reconstituer l’histoire de sa formation, la moisson de renseignements a été considérable dans bien des domaines. On peut entre autres citer :
* contribution à la recherche d’exoplanètes, à la détection d’amas stellaires et à l’étude fine de systèmes multiples, notamment les binaires serrées,
* planification spatiale des flux d’étoiles, surtout ceux hérités de galaxies cannibalisées et donc identification d’anciennes fusions,
* analyse fine des populations stellaires (l’âge, la métallicité, les cycles d’activité des étoiles variables, de géantes rouges ou bleues, de naines blanches, etc.) le tout conduisant à la construction d’un diagramme de Hertzsprung-Russel d’une précision sans précédent, le plus détaillé de toute l'histoire de l'astronomie.
diagramme de Hertzsprung-Russell d'après Gaïa
* étude des quasars de référence ainsi que celle des galaxies proches (de leur structure et mouvements)
* observation de l’espace interstellaire et de sa poussière, des bulles créées par les supernovas ainsi que celle des nuages moléculaires et de leurs pouponnières stellaires,
* sans oublier l’étude in situ de la physique fondamentale et la réalisation de tests relativistes (preuves de la théorie de la relativité générale).
On le voit, la tâche accomplie par la petite machine a été considérable et a certainement contribué à faire avancer l’astronomie. Pourtant la communauté scientifique a été particulièrement impressionnée par une observation qui n’était pas réellement attendue : une grande vague galactique…
Grande vague galactique
En effet, les dernières données rapportées par Gaïa ont surpris les scientifiques : une ondulation gigantesque parcourt le disque externe de la Voie lactée. Cette « grande vague » de matière (comme l’appellent les rapporteurs de l’étude) est un déplacement touchant des milliards d’étoiles sur des dizaines de milliers d’années-lumière. Après avoir étudié de façon précise les trajectoires de plus de 20 000 jeunes étoiles (notamment des géantes bleues et des étoiles variables de type céphéides), il a pu être affirmé que le phénomène concerne les étoiles (et autres objets) sur une distance que l’on estime comprise entre 30 000 et 65 000 années-lumière. (Rappelons pour mémoire que le disque de notre galaxie s’étend sur environ 100 000 années-lumière). L’événement est donc loin d’être négligeable.
Précisons également que le mouvement, s’il est bien spatial, se manifeste aussi par de notables vitesses verticales perpendiculaires au plan du disque associées à une amplification du phénomène au fur et à mesure que l’on se rapproche des régions périphériques.
Ces constatations suggèrent qu’on a affaire à la propagation d’une onde gigantesque analogue, toutes proportions gardées évidemment, à ce qu’on peut observer à la surface d’un fluide perturbé par un élément extérieur. Inutile de préciser que cette découverte balaie l’image classique d’une galaxie uniforme et parfaitement stable et remet en question la vision que l’on avait de la dynamique stellaire globale.
Les causes
Une question vient immédiatement à l’esprit : quelle peut bien être la cause d’un phénomène d’une telle ampleur ?
Plusieurs hypothèses sont avancées sans que l’on puisse encore conclure de manière catégorique :
Le passage d’une galaxie naine
Comme nous le soulignions en préambule, les scientifiques se sont beaucoup intéressés à une galaxie naine récemment découverte (1994), la galaxie naine du Sagittaire (Sgr dSph) car il est à présent bien établi qu’elle perturbe réellement la Voie lactée en laissant des traces dynamiques dans le disque galactique (oscillations verticales du disque, déformation du halo stellaire, etc) : c’est un exemple parfait de cannibalisme galactique au cours duquel une grande galaxie déforme la plus petite. Alors, l’affaire est-elle entendue ? Eh bien non, car la « Grande vague » ne correspond pas vraiment à l’empreinte type de Sgr dSph. On sait en effet que cette Grande Vague se propage depuis le centre galactique vers l’extérieur en affectant des milliards d’étoiles sans que l’on puisse mettre en évidence la présence d’un « intrus ». Or, et c’est là que le bât blesse, notre galaxie naine orbite en dessous du plan galactique et traverse le disque de notre galaxie en des endroits parfaitement identifiés où elle entraîne des oscillations localisées dont l’ampleur ne peut être comparée à celle de la Grande Vague. La galaxie naine du Sagittaire n’est donc probablement pas en cause et si la Grande Vague est en rapport avec une autre galaxie démembrée par la Voie lactée, celle-ci reste à découvrir…
galaxie Nain du Sagittaire
Il pourrait alors s’agir d’une perturbation interne affectant les bras spiraux ou la barre centrale (on sait à présent que la Voie lactée en est pourvue), perturbation entraînant naturellement des ondes mais ici aussi les scientifiques restent sur leur faim car ils doivent bien reconnaître qu’un phénomène de ce type ne peut expliquer à lui seul l’ampleur observée.
La matière noire : outre le fait non négligeable qu’on n’a jamais réussi à identifier la moindre molécule de cette hypothétique matière noire, il faudrait imaginer qu’une surdensité de cet élément traverse actuellement la Galaxie mais sans laisser de trace visible : l’existence de la matière noire est soupçonnée sur des signes indirects (comme, par exemple, la vitesse des galaxies dans les amas ou la rotation trop importante des étoiles en périphérie des galaxies spirales), signes inexistants ici, même si cette hypothèse est cohérente avec la propagation régulière de l’onde.
Et s’il s’agissait tout simplement d’une instabilité interne du disque galactique ? On pourrait imaginer que celui-ci est le jouet d’un état oscillatoire auto-entretenu, ce qui éviterait de recourir à une explication par un phénomène externe et expliquerait la cohérence de l’onde. Toutefois se pose une autre question : on parle d’un ample mouvement concernant des milliards d’étoiles ce qui demande une énergie gigantesque dont on voit mal d’où elle pourrait provenir.
La superposition de plusieurs des causes que nous venons de détailler : les données dont nous disposons ne permettent hélas pas de conclure…
Comme il l’est écrit plus haut, trop d’explications possibles nous prouvent qui’il n’en existe aucune de satisfaisante. Et donc ?
Gaïa a peut-être déjà la solution
Les données que nous venons d’évoquer font partie de la troisième livraison de Gaïa qui a permis une reconstitution aiguisée de la structure dynamique de la Voie lactée et donc de la découverte de la Grande Vague. La prochaine livraison de données (DR4) est prévue pour la fin de l’année 2026 et elle contiendra d’après les spécialistes une étude encore plus approfondie, notamment des céphéides, qui nous apportera peut-être des débuts de réponse.
Une chose est néanmoins certaine : on ne regardera plus notre galaxie de la même façon : la représentation traditionnelle d’un disque galactique pour l’essentiel stable et figé (à l’exeption de ses bords) laisse la place à la notion d’un modèle interactif et mobile influencé en permanence par l’héritage de son passé.
De ce fait, si tous les éléments matériels de la galaxie – y compris les gaz – sont concernés par ces mouvements, cela veut dire que les nouvelles étoiles « héritent » d’une dynamique préexistante et donc que nous devons revoir nos modèles de formation stellaire qui ont toujours été édifiés en tenant compte d’un disque quasi fixe. Une autre conséquence de cette constatation est qu’on va pouvoir avec bien plus de précision cerner les différentes fusions anciennes de notre galaxie et, par extension, de toutes les autres galaxies ce qui, d’un point de vue cosmologique est considérable.
On attend donc avec impatience la suite des données relevées par Gaïa.
Sources :
* revue Science & Vie, n° 1299, décembre 2025
* Encyclopaedia Britannica
* Wikipedia France, Wikipedia US
Images :
1. satellite Gaïa (source : ESA)
2. Voie lactée par Serge Brunier
3. diagramme de Hertzsprung-Russell par Gaïa (source : ESA)
Voici quelques courts articles parus sur le site Facebook du blog
la nÉbuleuse Medulla
nébuleuse Nebulla
La nébuleuse Medulla a été ainsi nommée parce qu’elle ressemble à un cerveau (medulla en anglais veut dire moelle, c'est-à-dire la substance centrale de certains organes). Situé en regard de la constellation de Cassiopée dans l’hémisphère nord, il s’agit du rémanent (coquille de gaz en expansion) d’une étoile massive ayant explosé en supernova il y a une dizaine de milliers d’années.
La nébuleuse brille encore en lumière visible en raison du violent contact entre le milieu interstellaire et l’onde de choc généré par l’explosion. En revanche, l’intense production de rayons X engendrée par la nébuleuse reste discutée. L’explication la plus probable est la présence d’un pulsar (découvert il y a peu) éjecté à plus de 1000 km/s par la supernova. Rappelons qu’un pulsar est une étoile à neutrons, vestige du noyau de l’étoile primitive, tournant très rapidement sur lui-même en émettant un signal périodique.
Bien que s’étendant sur une distance aussi importante qu’une pleine lune, Medulla est si peu lumineuse qu’il a fallu 130 heures d’exposition pour obtenir la photo ci-dessus…
Crédits-photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LA NÉBULEUSE DU DAUPHIN
nébuleuse du Dauphin
La nébuleuse du Dauphin (cataloguée sous le nom de Sharpless 308) est une bulle immense soufflée par une étoile géante chaude. Elle se situe à environ 5200 années-lumière, en regard de la constellation du Grand Chien, une constellation de l’hémisphère nord connue depuis la plus haute antiquité car elle abrite Sirius, l’étoile la plus brillante du ciel.
Cette bulle dite du Dauphin s’étend sur plus de 60 années-lumière tandis que l’étoile qui la génère, une géante bleue qu’on aperçoit près du centre de la nébuleuse, est une étoile de Wolf-Rayet.
Les étoiles de type Wolf-Rayet sont des étoiles massives (au moins 20 fois la masse du Soleil) et correspondent à une courte phase qui précède leur explosion en supernova. C’est durant cette période que ce type d’étoiles souffle à très grande vitesse des bulles de matière expulsée lors de phases précédentes.
Dans le cas de Sharpless 308, la nébuleuse soufflée par les vents stellaires rapides est âgée d'environ 70 000 ans. D’autres émissions de matière auront probablement lieu avant que l’étoile ne s’embrase enfin en une explosion cataclysmique la transformant en une supernova si brillante qu’elle éclipsera toutes les étoiles voisines. Elle illuminera alors durant quelques mois les nuits de notre planète, apparaissant soudain comme une « nouvelle étoile » (d’où le nom de supernova) alors qu’il s’agira en réalité de sa mort.
Crédits-photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LES JAILLISSEMENTS DE CENTAURUS A
galaxie Centaurus A
La galaxie Centaurus A est située à 12 millions d’années-lumière et est connue pour être une radiogalaxie : elle émet des ondes radio ainsi que des photons très énergétiques de type rayons X et rayons gamma. Les scientifiques pensent aujourd’hui que c’est son trou noir central qui explique le phénomène. En effet, ce trou noir géant expulse, pour une raison mal élucidée, une partie de la matière qui est attirée par lui.
De ce fait, au delà de la galaxie, les jets de matière se gonflent en d’immenses bulles radio-émettrices qui brillent durant des millions d’années. Au contact de matière périphérique ou de gaz, ces bulles peuvent d’ailleurs recommencer à émettre après des milliards d’années. Sur la photo ci-dessus, on peut distinguer le rayonnement X matérialisé en bleu et le rayonnement micro-onde en orange conférant un étrange aspect à Centaurus A.
.. Crédits-photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LA GALAXIE DU FOURNEAU
galaxie du Fourneau
La galaxie du Fourneau A (NGC 1316) présente un aspect étrange. Elle est située à 80 millions d’années-lumière de nous, en regard de la constellation du même nom, et possède un diamètre de 60 000 années-lumière. C’est une radiogalaxie présentant un jet émettant des ondes radio (quatrième source radio astronomique la plus intense).
Il s’agit en fait d’une énorme galaxie elliptique possédant des trainées de poussière sombres habituellement rencontrées dans les galaxies spirales. Les scientifiques se sont longtemps demandé quelle pouvait avoir été l’origine d’un maelstrom de cette nature. L’explication réside dans la collision et la fusion de galaxies plus petites durant les derniers milliards d’années. La preuve de cet immense imbroglio réside dans la faible quantité d’amas stellaires retrouvés dans le dense centre galactique où les amas ont été détruits par la présence d’un trou noir hypermassif (150 millions de fois la masse du Soleil).
Les bandeaux de poussière témoignent de ce qu’au moins une des galaxies dévorées était une spirale. On estime que cette gigantesque fusion s’est produite il y a 3 milliards d’années.
Crédits-photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
LA MER DU NORD LUNAIRE
Lune, hémisphère nord
La géographie lunaire est à présent bien détaillée, du moins sur la face qu’elle présente en permanence à la Terre. Il est vrai que la face cachée, longtemps inaccessible, commence à être également bien connue depuis les photos prises par les sondes soviétiques en 1959 (Luna 3) et en 1965 (Zond 3), la vision directe par un astronaute (William Anders en 1968) et l’alunissage de la mission chinoise Change’e 4 en janvier 2019.
Sur la photo ci-dessus, on peut observer l’hémisphère nord de la face visible de notre satellite. C’est là que se trouve, en haut de l’image, Mare Frigoris (la « mer » du Nord), plus claire que le reste des « mers » lunaires. À gauche du centre, on distingue le cratère Platon, large de 95 km, tandis que sur sa droite se dressent les sommets des Alpes lunaires marquant la limite entre Mare Imbrium (la Mer des Pluies) plus bas et Mare Frigoris. Nulle analogie de ces « Alpes » avec les terriennes édifiées durant des millions d’années par la tectonique des plaques : les Alpes lunaires se sont formées lors de l’impact géant ayant créé Mare Imbrium.
Les Alpes lunaires sont coupées par une entaille rectiligne à 45° qui relie ces deux mers : on l’appelle la Vallée Alpine lunaire qui s’étend sur 160 km pour une largeur de 10 km.
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La face cachée, quant à elle, plus fine et moins accidentée que la face visible, attend d’être encore un peu mieux explorée. Protégée des émissions radio de la Terre, elle servira très certainement de lieu d’accueil pour l’implantation de radiotélescopes qui pourront en toute quiétude observer la voûte étoilée.
Crédits-photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
Un service de : ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
M78, UNE NÉBULEUSE DANS ORION
M 78
En forme de sablier, la constellation d’Orion est parfaitement identifiable par sa ceinture (ou baudrier) qui aligne parfaitement trois étoiles d’apparente luminosité identique (mais qui n’ont spatialement parlant aucune relation entre elles) et par les quatre étoiles brillantes situées de part et d’autre. Les deux plus brillantes parmi elles sont Bételgeuse, une supergéante rouge en fin de vie, et Rigel une géante bleue située à son exact opposé.
Si l’on observe attentivement le centre d’Orion (la ceinture), on discerne en regard de l’étoile la plus à l’est (Alnitak) la présence d’une nébuleuse, M78, visible aux jumelles comme une petite tache. Située à environ 1500 années-lumière, son diamètre est de 5 années-lumière et elle apparaît au télescope comme une grande étendue bleutée (au centre de la photo ci-dessus).
La poussière qui compose M78 réfléchit en fait la lumière bleue des jeunes étoiles chaudes de la région et elle est parsemée de rubans de poussière sombre tandis qu’elle est entourée d’autres nébuleuses par réflexion. L’ensemble conduit à la présence d’un superbe panorama céleste séduisant grandement l’observateur.
Crédits-photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
NÉBULEUSE DE LA TARENTULE
nébuleuse de la Tarentule
À 180 000 années-lumière du système solaire, en périphérie du Grand Nuage de Magellan (galaxie satellite de la Voie lactée) et en regard de la constellation de la Dorade, on peut observer la plus grosse nébuleuse connue, celle de la Tarentule. Elle s’étend en effet sur plus de 100 000 années-lumière. Si elle était aussi proche de nous que la nébuleuse d’Orion que nous avons récemment évoquée, sa taille dans notre ciel serait égale à soixante fois celle d’une pleine Lune…
On trouve en son centre un groupement extrêmement compact d’étoiles chaudes parmi les plus massives et brillantes connues, visible dans les teintes bleutées. Cet endroit très particulier est la plus importante pouponnière d’étoiles observée. Les géantes bleues qui s’y trouvent épuisant en seulement quelques millions d’années leur carburant d’hydrogène, il n’est pas étonnant que ce soit là que l’on ait pu repérer une des plus récentes parmi les proches supernovas et même une « binaire à contact » associant deux composantes à courte période orbitale.
Les pattes de la Tarentule, quant à elles, sont visibles en rouge en raison de l’excitation de l’hydrogène par les rayonnements surpuissants des étoiles géantes.
Image Crédit & Copyright: Josep Drudis
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
PHOBOS, LUNE DE MARS
Phobos
La planète Mars possède deux satellites naturels mais qui n’ont rien à voir avec notre Lune. Le plus grand d’entre eux, Phobos, est également le plus proche de la planète (le deuxième, plus excentré, a pour nom Deimos).
La photo ci-après, prise en 2020 par la sonde européenne Mars Express,, nous montre Phobos, un objet irrégulier qui a la particularité d’être le satellite le plus sombre de tout le système solaire. Cette couleur presque noire et son orbite très irrégulière indique qu’il s’agit vraisemblablement d’un astéroïde capturé par la planète rouge. Il est formé d’un amalgame de roches noires et de glace. Constellé de multiples cratères (notamment sur la face qui n’est pas visible), il est recouvert d’au moins un mètre de poussière. Sa petite taille l’a empêché de prendre une forme sphérique.
Phobos est si proche de Mars que, du sol du centre de la planète, on peut le voir traverser le ciel deux fois par jour alors qu’il est totalement invisible depuis les pôles. Son orbite s’abaisse constamment ce qui laisse supposer que, dans une cinquantaine de millions d’années, il finira par se fragmenter sous l’action des forces gravitationnelles martiennes avant de s’écraser sur la planète.
. Crédits : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
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GALAXIE M96 VUE PAR HUBBLE
M 96
Située à environ 35 millions d’années-lumière, en regard de la constellation du Lion, cette superbe galaxie spirale barrée fait partie du groupe galactique Leo 1 dont elle est un des éléments dominants. Sa taille est voisine de celle de la Voie lactée (100 000 années-lumière).
Dans cette photo prise par le télescope spatial Hubble, on peut observer son noyau blanc très lumineux qui classe M96 parmi les galaxies de type Seyfert c'est-à-dire celles qui présentent une gigantesque source de rayonnement électromagnétique très certainement en rapport avec un trou noir central supermassif.
De longues traînées de poussière donnent l’impression de virevolter autour du centre de M96 tandis que les faibles bras spiraux bleutés par de nouvelles étoiles paraissent presque anémiques. La dissymétrie de l’ensemble est encore mal connue et est peut-être en rapport avec de très anciennes interactions gravitationnelles avec d’autres membres galactiques de son groupe.
C’est dans cette galaxie qu’a été découverte le 9 mai 1998 une supernova de type Ia (dite thermonucléaire) caractéristique des systèmes binaires contenant au moins une naine blanche.
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Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
GALAXIE ANNULAIRE
galaxie AM 0644-741
Voici encore une très belle (et très étrange) photographie prise par le télescope spatial Hubble. On peut y voir une galaxie lenticulaire qui présente la forme d’un anneau presque parfait. Quelle peut être l’explication de cette structure bizarre ?
À 300 millions d’années-lumière, en regard de la constellation du poisson volant, une petite construction théorique de l’hémisphère sud, la galaxie AM 0644-741 est bien plus étendue que la Voie lactée puisqu’elle mesure plus de 150 000 années-lumière. Son bord bleuté est composé de nouvelles étoiles massives étincelantes tandis que son centre en jaune a été décentré.
L’explication de cette curieuse disposition est une fois encore le résultat d’une collision galactique. Il y a bien longtemps, une galaxie plus petite l’a traversée en son centre de part en part (la petite galaxie est à présent hors champ). Quand un tel gigantesque événement se produit, il y a très peu de collisions d’étoiles, celles-ci étant séparées par beaucoup trop de vide. En revanche, les forces gravitationnelles sont à l’œuvre : poussière et gaz se densifient et induisent une formidable création d’étoiles qui se déplacent du point d’impact vers la périphérie à la manière de ronds à la surface de l’eau. D’où l’image plutôt insolite qui en résulte.
Crédits photo : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
les éléphants - comme beaucoup d'animaux - aident leurs congénères défavorisés
On sait depuis longtemps que certains animaux se soucient de leurs congénères porteurs d’un handicap : les éléphants, par exemple, prennent en charge un membre du troupeau ayant du mal à avancer en l’aidant avec leurs pattes ou leurs défenses, parfois même en faisant emprunter à toute la troupe un itinéraire moins périlleux. Ailleurs, d’autres animaux n’hésitent pas à voler au secours de l’un des leurs en difficulté comme ces baleines à bosses venant aider un congénère attaqué par un orque ou le chien de prairie qui émet des cris d’alerte au risque de se démasquer aux yeux du prédateur : empathie, générosité subite ou simple geste de solidarité ?
Les prédécesseurs de l’homme moderne ont, eux aussi, eu recours à ces comportements en apparence désintéressés comme on va le voir ci-après. Et il semble bien que ces gestes plutôt étonnants remontent à loin dans notre passé archéologique.
Paléocompassion
grotte de la Sima de los Huesos
Les scientifiques nous expliquent que la prise en charge d’individus présentant des anomalies diverses remonte à loin : dans la grotte espagnole de Sima de los Huesos ont été mis au jour les restes de 28 pré-Néandertaliens ayant vécu il y a plus de 500 000 ans. Or, parmi eux, le crâne asymétrique d’une enfant d’environ 10 ans (surnommée Benjamina par les archéologues) présentait des signes évidents de multiples pathologies neurologiques (dont au moins une apparaissant avant l’âge de cinq ans) rendant totalement impossible un comportement autonome en groupe et pourtant il semble qu’elle n’ait pas été marginalisée. Ailleurs, toujours en Espagne (Cova Negra) ce sont les restes d’un enfant trisomique qui ont été retrouvés. Ici aussi, une surveillance toute particulière a dû être effectuée avant sa mort à l’âge de six ans.
Les avis des spécialistes sont divergents sur le sujet : certains évoquent un
crâne de Benjamina
altruisme véritable tandis que d’autres parlent d’égoïsme ou plus spécifiquement d’une nécessaire réciprocité et donc non de compassion mais de simples liens fonctionnels
entre membres d’un même groupe. Une question se pose toutefois : ces enfants très diminués demandaient à l’évidence des soins constants et une surveillance permanente que même la mère la plus attentionnée ne pouvait assurer seule. Un simple réflexe conditionné de la part d’un entourage indifférent semble quand même une explication un peu trop facile.
Les pratiques funéraires peuvent donner une indication
En Israël, à Quafzeh, a été découverte une dizaine de sépultures âgées d’environ 100 000 ans contenant les restes de jeunes lourdement handicapés ayant bénéficié de soins funéraires spéciaux. Pour l’un d’entre eux âgé de 13 ans et qui souffrait de troubles neurologiques très lourds à en juger par son crâne (mais qui avait néanmoins survécu), une sorte de rituel avait été mis en place : allongé sur le dos, jambes repliées, on avait placé sur sa poitrine les deux bois d’un cervidé comme si on avait voulu lui faciliter son voyage dans l’au-delà.
homme de la Chapelle-aux-Saints (Corrèze, France)
Plus près de nous, citons l’homme (néandertalien) de la Chapelle aux Saints dont la sépulture fut découverte en Corrèze et qui présentait la particularité d’être incroyablement âgé (50 à 60 ans) à une époque, il y a 50 000 ans, où l’espérance de vie était très faible (25 à 30 ans en moyenne mais en tenant compte d’une mortalité infantile très élevée). L’individu souffrait pourtant d’arthrite cervicale, d’une hanche dystrophique, d’un genou très abimé et d’une absence complète de dentition : comment imaginer qu’avec un tel handicap un individu âgé (et donc de toute façon peu productif) ait pu vivre si vieux sans l’aide de son entourage ?
Bien d’autres sépultures ont été mises au jour qui avait en commun le soin très particulier apporté à la disposition des corps d’individus souffrant de divers handicaps presque toujours incompatibles avec une survie en solitaire. Comme si l’entourage souhaitait permettre aux différents sujets d’aborder le mieux possible leur dernier voyage. C’est, par exemple, le cas du jeune homme de Romero (au nord de la Calabre, en Italie) inhumé il y a plus de 10 000 ans : âgé d’un peu moins s’une vingtaine d’années, il était atteint de nanisme et avait été enseveli en compagnie d’une femme plus âgée que lui dont le bras entourait son corps dans un geste évident de protection. Comment expliquer de tels comportements si ce n’est par la prise en compte de « l’autre » même s’il est différent et une charge pour le groupe dans lequel il vit ?
Médecine archaïque
Il est très difficile de se faire une idée de la façon dont les premiers humains traitaient les affections touchant certains d’entre eux : seule l’étude des squelettes peut parfois nous renseigner.
Il y a quelques années (en 2020) le squelette d’un jeune homme d’une vingtaine d’années portant la marque d’une amputation volontaire et mort il y a 31 000 ans a été mis au jour à Bornéo (grotte de Liang Tebo). Son pied gauche était manquant mais il ne pouvait s’agir d’une amputation accidentelle (à la suite, par exemple, d’une morsure d’animal) en raison de la maîtrise certaine de la chirurgie pratiquée ainsi que d’une série de soins postopératoires. Suite à cet acte traumatisant, le jeune homme put survivre plusieurs années : il fallait donc une connaissance anatomique relativement précise et de bonnes notions d’asepsie pour juguler une infection quasi-automatique (sans parler des « instruments » adéquats) pour réussir ce type d’intervention.
Au néolithique, on trouve également nombre de trépanations dont il est logique de penser qu’elles ne furent certainement pas toutes pratiquées à titre rituel. On perce ici le crâne pour soulager un cerveau souffrant (par exemple d’hyperpression aigüe générant de considérables maux de tête). Cette intervention n’est pas si facile : il faut scalper le sujet afin de prélever une rondelle osseuse que, dans un deuxième temps, on remplace, par raclage ou grattage, par un implant en os ou un coquillage. Par l’étude de la cicatrisation osseuse des bords on sait que plus de deux opérés sur trois survécurent sur la dizaine de cas étudiés… malgré les lourdes conséquences possibles de l’acte (céphalées, troubles visuels voire cécité, troubles psychomoteurs, etc.).
Pour des raisons facilement compréhensibles, il est bien plus
Ephedra (plus de 70 variétés réparties sur toute la planète)
difficile de se faire une idée de la pharmacopée (« médicaments ») alors utilisée. Récemment néanmoins, des scientifiques australiens ont réussi à mettre en évidence, chez un néandertalien dont le squelette date d’environ 50 000 ans, l’ingestion de bourgeons de peupliers contenant de la salicine dont on connaît les vertus anti-inflammatoires voire antalgiques (le sujet souffrait d’un volumineux abcès dentaire). On peut aujourd’hui affirmer que de nombreuses autres plantes aux vertus curatives furent utilisées par nos lointains ancêtres parmi lesquelles
l’achillée millefeuille et la camomille aux attributs sédatifs et analgésiques (sépulture néandertalienne de Shanidar dans le Kurdistan irakien),
des restes de cônes d’éphédra utilisée comme vasoconstricteur limitant les pertes hémorragiques et soulageant la douleur lors des interventions chirurgicales rudimentaires que nous venons d’évoquer (grotte des Pigeons, Maroc). On a également retrouvée des restes de cette plante dans une tombe âgée de 15 000 ans dans la grotte de Taforalt, en Afrique du nord, c'est-à-dire toujours bien avant l’invention de l’agriculture,
plus près de nous, l’acacia, la myrrhe, l’aloès sont décrits pour leurs propriétés antiseptiques ou laxatives dans des papyrus datant de la XVIIIème dynastie égyptienne (1600 avant notre ère)
achillée millefeuille
Les archéologues de la préhistoire signalent aussi l’usage de substances thérapeutique d’origine minérale telles l’ocre, des huiles aromatiques comme le nard, des argiles riches en silicates aux effets cicatrisants et absorbants et ce dès la plus haute antiquité.
On peut donc supposer que les prédécesseurs de l’homme moderne possédaient déjà une certaine expérience dans la « réparation » de leurs proches, ne serait-ce qu’acquise de façon empirique. Mais, précisément, comment ce « savoir » pouvait-il se transmettre au fil des différentes générations ?
Corporation de soignants
Il semble donc plus que probable que, durant ces temps anciens, il existait une sorte de solidarité entre les vivants de même origine, une solidarité permettant la prise en charge des handicapés et de certaines personnes âgées (pour l’époque). Ce qui amène à se poser la question de savoir si certains membres de ces sociétés primitives ont pu se constituer en corporations de soignants. En pareil cas, le fait de disposer de connaissances utiles pour les autres place les « sachants » en position de force pouvant aboutir à l’apparition de chamans préhistoriques. C’est ce que semble vouloir prouver une sépulture bien particulière, celle dite de la « chamane » de Bad Durrenberg.
La chamane de Bad-Durremberg
Dans une tombe datant d’environ 7 000 ans découverte en Allemagne en 1934 puis réétudiée en 2020 a été mis au jour le squelette d’une femme d’une trentaine d’années entourée d’objets bien particuliers.
chaman de Bad-Durrenberg
Le squelette de cette femme présente des déformations du trou occipital et de la première vertèbre : les cas modernes analogues nous renseignent sur le tableau clinique qu’elle devait présenter de son vivant : mouvements spasmodiques et pertes de conscience inopinéees ainsi que des troubles de la vision associés à des mouvements incontrôlables des yeux, toutes infirmités inhabituelles qui ont probablement été interprétées par son entourage comme étant des pouvoirs spéciaux voire surnaturels.
C’est en étudiant les objets funéraires enterrés avec elle qu’on a pu se poser la question de la place très particulière que la femme devait tenir dans son « groupe de vie » : un nouveau-né avait été déposé dans la tombe bien après sa mort (les analyses archéogénétiques ont montré qu’il s’agissait de son arrière-arrière-petit-enfant) ; une centaine de squelettes d’animaux (chevreuils, sangliers, cerfs, grues, bisons, castors, etc.), des coquillages, des silex taillés, une hache, tandis qu’elle était affublée d’une étrange coiffe cérémonielle constituée de morceaux d’os et de dents d’origine animale. On peut avancer sans trop se tromper qu’il s’agissait d’une personne très respectée par les siens, certainement pour sa « sagesse » et ses visions de l’au-delà. Il s’agit là de la preuve indirecte que les individus « différents » n’étaient certainement pas rejetés d’emblée mais, bien au contraire, respectés (ou craints). Leur survie qu’ils n’auraient pas pu espérer en restant isolés montre la compassion exercée par le reste de la communauté qui les hébergeait.
Prise en charge des individus différents
On peut penser que, dans les temps préhistoriques, des hommes et des femmes ont pu se spécialiser dans les soins apportés aux autres, d’autant plus appréciés que ces soins demeuraient incompréhensibles pour le commun des mortels et apparaissaient probablement comme des opérations quasi-magiques… Après tout, à notre époque d’une médecine moderne très efficace car s’appuyant sur des examens complémentaires chiffrés et reproductibles et des techniques plus ou moins invasives confirmées, il existe encore bien plus qu’on le croit des guérisseurs et autres rebouteux.
Pour que ces indidus différents voire lourdement handicapés aient pu être protégés par leur entourage, il est difficile de ne pas admettre qu’une certaine compassion pour le défavorisé a depuis longtemps fait partie de la pratique d’homo sapiens et de ses prédécesseurs parfois lointains. Une leçon à méditer en ces temps troublés que nous vivons actuellement.
mise à jour (juin 2026)
Depuis quelques années, les recherches en paléoanthropologie ont profondément renouvelé notre compréhension de la prise en charge des individus fragiles dans les sociétés préhistoriques. L’image d’un monde brutal où seuls les plus aptes survivaient ne résiste plus aux données archéologiques : au contraire, les découvertes récentes montrent que l’entraide, les soins et la solidarité faisaient déjà partie du comportement humain bien avant l’apparition d’Homo sapiens.
Les analyses publiées entre 2020 et 2026 confirment que des individus lourdement handicapés — enfants atteints de pathologies neurologiques, adultes souffrant de traumatismes graves, personnes âgées très diminuées — ont pu vivre des années grâce à l’assistance de leur groupe. Ces cas, identifiés de l’Europe à l’Asie du Sud‑Est, témoignent d’une organisation sociale capable de mobiliser du temps, de l’énergie et des compétences pour protéger les plus vulnérables.
Les pratiques funéraires apportent un éclairage complémentaire : certains sujets présentant des handicaps sévères ont bénéficié de soins rituels élaborés, parfois accompagnés d’objets symboliques. Ces gestes, loin d’être anecdotiques, suggèrent que les individus “différents” occupaient une place reconnue — voire valorisée — au sein de leur communauté.
Enfin, les progrès récents de la paléopathologie et de la génétique ont mis en évidence l’existence, dès le Paléolithique, de connaissances empiriques en matière de traitement des blessures, d’amputations contrôlées, de gestion de la douleur ou d’usage de plantes médicinales. Ces savoirs, transmis au fil des générations, ont probablement contribué à l’émergence de véritables spécialistes — ancêtres lointains des guérisseurs et chamans.
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