La Voie lactée est un endroit extrêmement grand. Mesurée de bout en bout, notre galaxie mesure environ 100 000 à 180 000 années-lumière (31 000 - 55 000 parsecs) de diamètre. Et il est extrêmement bien peuplé, avec environ 100 à 400 millions d'étoiles contenues à l'intérieur. Et selon des estimations récentes, on pense qu'il y a jusqu'à 100 milliards de planètes dans la Voie lactée. Et notre galaxie est simplement l'un des billions de dollars dans l'Univers.
Donc, si nous le décomposions, quelle quantité de matière trouverions-nous là-bas? L'estimation de la somme globale impliquerait des calculs sérieux et des chiffres incroyables. Mais qu'en est-il d'une seule année-lumière? En tant qu'unité la plus couramment utilisée pour mesurer les distances entre les étoiles et les galaxies, déterminer combien de choses peuvent être trouvées au cours d'une même année-lumière (en moyenne) est un bon moyen d'avoir une idée de la façon dont les choses se trouvent.
Année-lumière:
Même si le nom est un peu déroutant, vous savez probablement déjà qu'une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en l'espace d'une année. Étant donné que la vitesse de la lumière a été mesurée à 299 792 458 m / s (1080 millions de km / h; 671 millions de mph), la distance parcourue par la lumière en une seule année est assez immense. Au total, une seule année-lumière équivaut à 9 460 730 472 580,8 kilomètres (5 878 625 373 183,6 mi).
Donc, pour déterminer la quantité de choses dans une année-lumière, nous devons prendre cette distance et la transformer en cube, chaque côté mesurant une année-lumière. Imaginez ce volume géant d'espace (un peu difficile pour certains d'entre nous de se repérer) et imaginez combien il y aurait de «trucs» là-dedans. Et pas seulement des «trucs», dans le sens de la poussière, du gaz, des étoiles ou des planètes non plus. Combien il n'y a rien là-dedans, comme dans le vide vide de l'espace?
Il y a une réponse, mais tout dépend de l'endroit où vous placez votre cube géant. Mesurez-le au cœur de la galaxie, et il y a des étoiles qui bourdonnent partout. Peut-être au cœur d'un amas globulaire? Dans une nébuleuse en étoile? Ou peut-être dans la banlieue de la Voie lactée? Il y a aussi de grands vides qui existent entre les galaxies, où il n'y a presque rien.
Densité de la voie lactée:
Il n'y a pas moyen de contourner les mathématiques dans celui-ci. Commençons par déterminer une densité moyenne pour la Voie lactée, puis partons de là. Il a environ 100 000 à 180 000 années-lumière de diamètre et 1 000 années-lumière d'épaisseur. Selon mon copain et célèbre astronome Phil Plait (de Bad Astronomy), le volume total de la Voie lactée est d'environ 8 billions d'années-lumière cubes.
Et la masse totale de la Voie lactée est de 6 x 1042 kilogrammes (soit 6 000 milliards de milliards de tonnes métriques ou 6 610 milliards de milliards de tonnes américaines). Divisez-les ensemble et vous obtenez 8 x 1029 kilogrammes (800 billions de tonnes métriques ou 881,85 billions de tonnes américaines) par année-lumière. C'est un 8 suivi de 29 zéros. Cela semble beaucoup, mais c'est en fait l'équivalent de 0,4 masse solaire - 40% de la masse de notre soleil.
En d'autres termes, en moyenne, à travers la Voie lactée, il y a environ 40% de la masse du Soleil par année-lumière cubique. Mais dans un mètre cube moyen, il n'y a qu'environ 950 attogrammes, ce qui représente presque un femtogramme (un quadrillionième de gramme de matière), ce qui est presque nul. Comparez cela à l'air, qui a plus d'un kilogramme de masse par mètre cube.
Pour être juste, dans les régions les plus denses de la Voie lactée - comme à l'intérieur des amas globulaires - vous pouvez obtenir des densités d'étoiles avec 100, voire 1000 fois plus que notre région de la galaxie. Les étoiles peuvent être aussi rapprochées que le rayon du système solaire. Mais dans les vastes golfes interstellaires entre les étoiles, la densité diminue considérablement. Il n'y a que quelques centaines d'atomes individuels par mètre cube dans l'espace interstellaire.
Et dans les vides intergalactiques; les golfes entre les galaxies, il n'y a qu'une poignée d'atomes par mètre. Qu'on le veuille ou non, une grande partie de l'Univers est presque proche d'être un espace vide, avec juste des traces de poussière ou de particules de gaz à trouver entre toutes les étoiles, galaxies, amas et superamas.
Alors, combien de choses y a-t-il dans une année-lumière? Tout dépend de l'endroit où vous regardez, mais si vous répandez toute la matière en secouant l'Univers comme un globe de neige, la réponse est très proche de rien.
Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur la galaxie de la Voie lactée ici à Space Magazine. Voici 10 faits intéressants sur la Voie lactée, Quelle est la taille de la Voie lactée?, Combien d'étoiles y a-t-il dans la Voie lactée?, Où est située la Terre dans la Voie lactée?, À quelle distance est une année-lumière?, Et À quelle distance La lumière voyage-t-elle en un an?
Pour plus d'informations, consultez Combien de cuillères à café y a-t-il dans une année-lumière cubique? à HowStuffWorks
Astronomy Cast a également un bon épisode sur le sujet. Voici l'épisode 99: La voie lactée
Sources:
- NASA - Voie lactée et notre emplacement
- NASA - Tracer la voie lactée de l'intérieur
- Wikipédia - Galaxie de la voie lactée
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