Espace · Les fondamentaux
Des centaines de milliards de galaxies et un nombre inimaginable d’étoiles : ces ordres de grandeur fascinent, mais il n’existe pas d’inventaire cosmique complet. L’essentiel est de distinguer ce qui est compté, ce qui est extrapolé et ce qui relève simplement d’une hypothèse.
Pourquoi les galaxies ne sont pas des constituants uniformes
Une galaxie est un système lié par la gravitation, composé d’étoiles, de gaz, de poussières et d’autres constituants, dont, dans de nombreux modèles, une forte proportion de matière noire. Les galaxies présentent des différences considérables. Les petites galaxies naines peuvent contenir bien moins d’étoiles que les grandes galaxies spirales ; les systèmes particulièrement massifs peuvent, quant à eux, compter nettement plus d’étoiles que la Voie lactée. Pour la Voie lactée, les estimations souvent citées se situent entre environ 100 et 400 milliards d’étoiles. Cette large fourchette illustre à elle seule la difficulté : nous nous trouvons à l’intérieur de la Galaxie, la poussière nous en masque certaines régions et de nombreuses étoiles peu lumineuses ne peuvent pas toutes être recensées individuellement. Pour certaines autres galaxies, le nombre d’étoiles peut être estimé à partir de leur luminosité, de leurs populations stellaires et de modèles. Mais il n’existe pas de nombre fiable d’« étoiles par galaxie » qui soit valable pour tous les systèmes. Les planètes ne sont pas non plus réparties uniformément. Certaines étoiles en possèdent plusieurs ; dans d’autres systèmes connus, une seule planète a été confirmée à ce jour. L’absence de détection ne signifie toutefois pas automatiquement qu’aucune planète n’est présente. Nos méthodes de mesure favorisent la détection de planètes présentant certaines tailles, certaines orbites et certaines orientations orbitales.
Des images de Hubble aux extrapolations en milliers de milliards
Les estimations couramment avancées par le passé étaient d’environ 100 à 200 milliards de galaxies dans l’Univers observable. Une étude de 2016, prenant en compte de nombreux systèmes de très faible luminosité, a abouti à un ordre de grandeur d’environ deux mille milliards. L’ESA expliquait alors que la majeure partie de cette population déduite des calculs n’était pas directement visible avec les télescopes disponibles. Ces deux mille milliards ne constituaient donc pas une liste de deux mille milliards de galaxies découvertes individuellement. Ce résultat reposait sur une extrapolation en deçà du seuil d’observation et sur des modèles d’évolution des galaxies. De plus, les fusions modifient leur nombre au fil de l’histoire cosmique. Les images profondes du ciel nous montrent différentes époques, et non un instantané unique de toutes les galaxies au même moment. On peut donc formuler une conclusion solide et accessible : l’Univers observable contient probablement des centaines de milliards de galaxies ; les estimations incluant les systèmes de très faible luminosité atteignent l’ordre de grandeur de milliers de milliards. Le chiffre retenu dépend aussi du seuil de détection, du modèle et de la définition de la population prise en compte.
Le nombre d’étoiles : immense, mais pas connu avec exactitude
L’ESA donne, à titre d’ordre de grandeur cosmique très approximatif, un nombre d’étoiles compris entre environ 10²² et 10²⁴. Cela correspond à une fourchette allant de dix trilliards à un quadrillion, selon la nomenclature des grands nombres utilisée en allemand comme en français. Cette fourchette ne constitue pas un intervalle d’incertitude statistique précis. Elle sert à donner une idée de l’ordre de grandeur d’une population qu’il est impossible de dénombrer intégralement. Un calcul d’une simplicité séduisante consisterait à multiplier deux mille milliards de galaxies par 200 milliards d’étoiles. Il serait pourtant problématique sur le plan méthodologique. En effet, les galaxies peu lumineuses ajoutées par extrapolation sont souvent de petits systèmes, et non toutes des copies de la Voie lactée. Un nombre plus élevé de galaxies ne peut donc pas être multiplié arbitrairement par le nombre d’étoiles d’une grande galaxie spirale typique. Les astronomes travaillent à partir d’échantillons, de distributions de luminosité et de modèles de formation stellaire. Les différences entre galaxies jeunes et anciennes, grandes et petites, doivent être prises en compte. La valeur scientifique ne réside pas dans l’accumulation de zéros, mais dans une méthode au raisonnement explicite et dans des limites exposées avec honnêteté.
Les planètes sont fréquentes — leur nombre total à l’échelle cosmique reste une question ouverte
Les résultats de la mission Kepler et d’autres études le montrent : la Voie lactée contient davantage de planètes que d’étoiles. Les systèmes planétaires ne sont pas des exceptions exotiques. C’est une avancée majeure par rapport à l’époque où seules les planètes de notre propre Système solaire étaient connues. Cela ne fournit pourtant pas un dénombrement fondé sur des mesures de l’ensemble des planètes de l’Univers observable. Il faudrait notamment faire des hypothèses sur la façon dont la fréquence des planètes varie selon le type d’étoile, son âge et sa composition chimique. Les étoiles des premières galaxies se sont formées dans des conditions différentes de celles de nombreuses étoiles de notre voisinage actuel. À cela s’ajoutent les planètes errantes, qui ne sont durablement liées à aucune étoile hôte. Un ordre de grandeur semblable à celui du nombre d’étoiles peut être envisagé à titre d’extrapolation illustrative, mais ne doit pas être présenté comme le résultat d’un dénombrement cosmique. Les mêmes réserves s’appliquent au nombre de planètes dans une galaxie donnée. Ce que nous pouvons affirmer avec davantage de certitude est plus passionnant qu’une précision illusoire : notre seule Galaxie offre déjà une immense diversité de mondes à étudier. Mais une planète n’est pas nécessairement un monde semblable à la Terre, et une planète de la taille de la Terre n’est pas nécessairement habitée.
Sources : [2]
Sources et informations complémentaires
- [1] ESA: How Many Stars Are There in the Universe?esa.int
- [2] NASA: Exoplanet Factsscience.nasa.gov
- [3] ESA/Hubble: Universe Contains Ten Times More Galaxies Than Previously Thought (2016)esahubble.org
- [4] NASA: How Big Is Space?nasa.gov
Rédigé avec l’aide de l’IA à partir des sources citées, dans une formulation originale. Les chiffres sont arrondis ; les estimations, les hypothèses de modélisation et les questions de recherche encore ouvertes sont explicitement mises en perspective. Cet article présente des notions fondamentales et ne constitue pas une actualité du jour.