Qu’est-ce qu’une année galactique ?

Juchés sur notre petite planète rocheuse recouverte d’océans, nous avons appris à mesurer le passage du temps en nous basant sur la trajectoire de la Terre autour du Soleil. Une révolution complète correspondant pour l’Homme à une année terrestre. Cependant, la Terre est comprise dans le Système solaire qui, lui même, effectue une orbite autour du centre de la Voie lactée. Ce fait a rapidement conduit à la notion d’année galactique.

Les humains sont habitués à mesurer le temps via le mouvement de la Terre par rapport au Soleil. Mais si le voyage de la Terre autour de son étoile est important pour la vie sur notre petite planète, ce dernier est assez insignifiant par rapport au long voyage qui fait évoluer le Soleil — et tout notre Système solaire — autour du centre de la Voie lactée.

Année galactique : une orbite de 220 millions d’années autour du trou noir central

Orbiter le centre de la Voie lactée prend au Soleil entre 220 et 230 millions d’années terrestres, selon Keith Hawkins, professeur d’astronomie à l’Université du Texas. En d’autres termes, si nous devions mesurer le temps par cette « horloge » galactique, la Terre aurait environ 16 ans (en années galactiques ou cosmiques), le Soleil se serait formé il y a environ 20 ans, et l’Univers aurait à peu près 60 ans.

Le voyage du Système solaire autour du centre galactique ressemble à l’orbite terrestre autour du Soleil. Mais plutôt que de tourner autour d’une étoile, le Soleil fait le tour du trou noir supermassif qui se trouve au centre de la Voie lactée.

Il exerce une énorme gravité sur les objets proches du centre de la galaxie, mais c’est la gravité exercée collectivement par le matériau de la Voie lactée elle-même qui maintient le Soleil sur son orbite. « Le Soleil se déplace à une vitesse suffisante — environ 230 kilomètres par seconde — pour qu’il continue de tourner autour du centre de la galaxie en une sorte de cercle, au lieu d’être attiré vers le trou noir », explique Hawkins.

Une année galactique dépendant du référentiel de mesure

Comparée à une année terrestre, une année galactique représente le temps à grande échelle — mais ce n’est pas une mesure universelle à travers la galaxie. Ce que nous, les Terriens, appelons une année galactique, est spécifique à la place de la Terre dans la spirale de la Voie lactée. La galaxie a un diamètre d’environ 100’000 années-lumière et la Terre est à environ 28’000 années-lumière de son centre.

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« Si vous imaginez la galaxie comme une ville, la Terre est quelque part près de la banlieue ». Pour les étoiles qui gravitent près du trou noir — le centre de la « ville » —, une année galactique est relativement courte. Dans la « banlieue », où se trouve notre Système solaire, « les années galactiques sont un peu plus longues ».

Des règles similaires contrôlent la variabilité de la durée d’une année entre les planètes. Par exemple, Mercure, la planète la plus intérieure de notre Système solaire, effectue une orbite complète autour du Soleil en environ 88 jours terrestres. Uranus, la septième planète du soleil, tourne autour du Soleil tous les 84 ans, selon les normes de la Terre. Et la lointaine planète naine Pluton met 248 années terrestres pour terminer un cycle orbital.

Alors que la physique des orbites planétaires est similaire aux mécanismes qui façonnent l’orbite de notre système solaire autour de la Voie lactée, il vaut la peine de se demander comment les astronomes ont compris la durée d’une année galactique. Hawkins indique que c’est en fait une science assez fondamentale reposant sur le mouvement des étoiles, devenue simple avec l’astronomie moderne.