Objet astronomique

Un objet astronomique , un objet céleste , un objet stellaire ou un corps céleste est une entité physique , une association ou une structure naturelle qui existe dans l' univers observable . En astronomie , les termes objet et corps sont souvent utilisés de manière interchangeable. Cependant, un corps astronomique ou un corps céleste est une entité unique, étroitement liée et contiguë, tandis qu'un objet astronomique ou céleste est une structure complexe, moins liée de manière cohésive, qui peut être constituée de plusieurs corps ou même d'autres objets avec des sous-structures.

Les exemples d'objets astronomiques incluent les systèmes planétaires , les amas d'étoiles , les nébuleuses et les galaxies , tandis que les astéroïdes , les lunes , les planètes et les étoiles sont des corps astronomiques. Une comète peut être identifiée à la fois comme un corps et un objet : il s'agit d'un corps lorsqu'il s'agit du noyau gelé de glace et de poussière, et d'un objet lorsqu'il s'agit de la comète entière avec sa chevelure diffuse et sa queue .

Les objets astronomiques tels que les étoiles , les planètes , les nébuleuses , les astéroïdes et les comètes sont observés depuis des milliers d'années, bien que les premières cultures aient considéré ces corps comme des dieux ou des divinités. Ces premières cultures ont trouvé les mouvements des corps très importants car elles les utilisaient pour les aider à naviguer sur de longues distances, à distinguer les saisons et à déterminer quand planter les cultures. Au Moyen-Âge , les cultures ont commencé à étudier de plus près les mouvements de ces corps. Plusieurs astronomes du Moyen-Orient ont commencé à faire des descriptions détaillées des étoiles et des nébuleuses, et ont créé des calendriers plus précis basés sur les mouvements de ces étoiles et planètes. En Europe , les astronomes se sont davantage concentrés sur les appareils permettant d'étudier les objets célestes et sur la création de manuels, de guides et d'universités pour enseigner davantage l'astronomie aux gens.

En 1543, lors de la révolution scientifique , le modèle héliocentrique de Nicolas Copernic fut publié. Ce modèle décrivait la Terre , ainsi que toutes les autres planètes, comme des corps astronomiques en orbite autour du Soleil situé au centre du système solaire . Johannes Kepler découvrit les lois de Kepler sur le mouvement planétaire , qui sont des propriétés des orbites partagées par les corps astronomiques ; cela fut utilisé pour améliorer le modèle héliocentrique. En 1584, Giordano Bruno proposa que toutes les étoiles lointaines étaient leurs propres soleils, étant le premier depuis des siècles à suggérer cette idée. Galilée fut l'un des premiers astronomes à utiliser des télescopes pour observer le ciel. En 1610, il observa les quatre plus grandes lunes de Jupiter , désormais appelées lunes galiléennes . Galilée fit également des observations des phases de Vénus , des cratères sur la Lune et des taches solaires sur le Soleil. L'astronome Edmond Halley a pu prédire avec succès le retour de la comète de Halley , qui porte désormais son nom, en 1758. En 1781, Sir William Herschel a découvert la nouvelle planète Uranus , étant la première planète découverte non visible à l'œil nu.

Aux XIXe et XXe siècles, de nouvelles technologies et innovations scientifiques ont permis aux scientifiques d'élargir considérablement leur compréhension de l'astronomie et des objets astronomiques. Des télescopes et des observatoires de plus grande taille ont commencé à être construits et les scientifiques ont commencé à imprimer des images de la Lune et d'autres corps célestes sur des plaques photographiques. De nouvelles longueurs d' onde de lumière invisibles à l'œil humain ont été découvertes et de nouveaux télescopes ont été fabriqués, permettant d'observer des objets astronomiques dans d'autres longueurs d'onde de lumière. Joseph von Fraunhofer et Angelo Secchi ont été les pionniers du domaine de la spectroscopie , qui leur a permis d'observer la composition des étoiles et des nébuleuses, et de nombreux astronomes ont pu déterminer la masse des étoiles binaires en fonction de leurs éléments orbitaux . Les ordinateurs ont commencé à être utilisés pour observer et étudier des quantités massives de données astronomiques sur les étoiles, et de nouvelles technologies telles que le photomètre photoélectrique ont permis aux astronomes de mesurer avec précision la couleur et la luminosité des étoiles, ce qui leur a permis de prédire leur température et leur masse. En 1913, les astronomes Ejnar Hertzsprung et Henry Norris Russell ont développé indépendamment le diagramme de Hertzsprung-Russell , qui permettait de tracer les étoiles en fonction de leur luminosité et de leur couleur et permettait aux astronomes d'examiner facilement les étoiles. On a découvert que les étoiles tombaient généralement sur une bande d'étoiles appelées étoiles de la séquence principale sur le diagramme. Un schéma raffiné de classification stellaire a été publié en 1943 par William Wilson Morgan et Philip Childs Keenan basé sur le diagramme de Hertzsprung-Russell. Les astronomes ont également commencé à débattre de l'existence d'autres galaxies au-delà de la Voie lactée , ces débats ont pris fin lorsqu'Edwin Hubble a identifié la nébuleuse d'Andromède comme une galaxie différente, ainsi que de nombreuses autres galaxies éloignées de la Voie lactée.

L' univers peut être considéré comme ayant une structure hiérarchique. Aux plus grandes échelles, le composant fondamental de l'assemblage est la galaxie . Les galaxies sont organisées en groupes et amas , souvent au sein de superamas plus grands , qui sont enfilés le long de grands filaments entre des vides presque vides , formant une toile qui s'étend sur l'univers observable.

Les galaxies ont une variété de morphologies , avec des formes irrégulières , elliptiques et discoïdes , selon leur formation et leur histoire évolutive, y compris l'interaction avec d'autres galaxies, ce qui peut conduire à une fusion . Les galaxies à disque englobent les galaxies lenticulaires et spirales avec des caractéristiques telles que des bras spiraux et un halo distinct . Au cœur, la plupart des galaxies ont un trou noir supermassif , ce qui peut donner lieu à un noyau galactique actif . Les galaxies peuvent également avoir des satellites sous la forme de galaxies naines et d'amas globulaires .

Les constituants d'une galaxie sont formés de matière gazeuse qui s'assemble par auto-attraction gravitationnelle de manière hiérarchique. À ce niveau, les composants fondamentaux qui en résultent sont les étoiles, qui sont généralement assemblées en amas à partir des diverses nébuleuses en condensation. La grande variété des formes stellaires est déterminée presque entièrement par la masse, la composition et l'état évolutif de ces étoiles. Les étoiles peuvent se trouver dans des systèmes multi-étoiles qui orbitent les unes autour des autres dans une organisation hiérarchique. Un système planétaire et divers objets mineurs tels que des astéroïdes, des comètes et des débris peuvent se former dans un processus hiérarchique d'accrétion à partir des disques protoplanétaires qui entourent les étoiles nouvellement formées.

Les différents types distinctifs d'étoiles sont représentés par le diagramme de Hertzsprung-Russell (diagramme H-R) - un tracé de la luminosité stellaire absolue en fonction de la température de surface. Chaque étoile suit une trajectoire évolutive à travers ce diagramme. Si cette trajectoire conduit l'étoile à travers une région contenant un type variable intrinsèque , alors ses propriétés physiques peuvent la faire devenir une étoile variable . Un exemple de cela est la bande d'instabilité , une région du diagramme HR qui comprend les variables Delta Scuti , RR Lyrae et Céphéide . L'étoile en évolution peut éjecter une partie de son atmosphère pour former une nébuleuse, soit de manière constante pour former une nébuleuse planétaire , soit dans une explosion de supernova qui laisse un rémanent . Selon la masse initiale de l'étoile et la présence ou l'absence d'un compagnon, une étoile peut passer la dernière partie de sa vie sous la forme d'un objet compact ; soit une naine blanche , une étoile à neutrons ou un trou noir .

Les définitions de l'UAI pour les planètes et les planètes naines exigent qu'un corps astronomique en orbite autour du Soleil ait subi un processus d'arrondi pour atteindre une forme à peu près sphérique, un résultat connu sous le nom d' équilibre hydrostatique . La même forme sphéroïdale peut être observée sur des planètes rocheuses plus petites comme Mars et des géantes gazeuses comme Jupiter .

Tout corps en orbite autour du Soleil qui n'a pas atteint l'équilibre hydrostatique est classé par l'UAI comme un petit corps du système solaire (SSSB). Ceux-ci se présentent sous de nombreuses formes non sphériques qui sont des masses grumeleuses accrétées au hasard par la chute de poussière et de roches ; la masse qui tombe n'est pas suffisante pour générer la chaleur nécessaire pour achever l'arrondi. Certains SSSB ne sont que des amas de roches relativement petites qui sont faiblement maintenues les unes à côté des autres par la gravité mais ne sont pas réellement fusionnées en un seul gros substrat rocheux . Certains SSSB plus grands sont presque ronds mais n'ont pas atteint l'équilibre hydrostatique. Le petit corps du système solaire 4 Vesta est suffisamment grand pour avoir subi au moins une différenciation planétaire partielle.

Les étoiles comme le Soleil sont également sphéroïdales en raison des effets de la gravité sur leur plasma , qui est un fluide fluide . La fusion stellaire en cours est une source de chaleur bien plus importante pour les étoiles que la chaleur initiale libérée lors de leur formation.

Le tableau ci-dessous répertorie les catégories générales de corps et d’objets selon leur emplacement ou leur structure.