La galaxie M82 est cinq fois plus lumineuse que la Voie lactée car elle est le lieu d’une flambée de formation de nouvelles étoiles, très probablement parce qu’elle est passée au voisinage de la galaxie M81, il y a quelques centaines de millions d’années. Cette image prise par Hubble combine des photographies dans le visible et l’infrarouge avec six filtres dans des bandes déterminées, ce qui permet de voir des volutes de gaz et de poussières (en rouge) qui s’écartent de M82. © Nasa, Esa, The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

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Une hémorragie de gaz vide la galaxie M82 à toute vitesse

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La galaxie du Cigare, encore appelée Messier 82 est la plus brillante en infrarouge sur la Voûte céleste. Elle est également plus lumineuse que la Voie lactée à cause d'un taux élevé de formation d'étoiles qui la conduit à se vider de son gaz progressivement. À ce rythme, elle n'en a plus que pour huit millions d'années.

Les galaxies sont des objets aussi complexes que le Système solaire du point de vue de la mécanique, de la physique des plasmas et de la cosmochimie. Certains les comparent même à des écosystèmes car on y trouve un cycle fascinant pour la matière avec la naissance et la mort des étoiles qui non seulement font évoluer sa chimie mais engendrent des boucles de rétroactions sur l'ensemble du milieu interstellaire où naissent les astres. On sait aussi que ces naissances sont affectées par les collisions, les interactions gravitationnelles rapprochées entre galaxies qui compriment le gaz de ce milieu, provoquant des flambées de formation de nouvelles étoiles. On a également des raisons de penser que l'activité des trous noirs supermassifs au cœur des galaxies influe sur la formation stellaire en chassant le gaz qu'elles contiennent, car des vents de matière et un souffle de rayonnement sont produits lors de l'accrétion de gaz par ces astres compacts.

Pour mieux comprendre la vie des galaxies et finalement les étapes ayant mené du Big Bang au vivant et donc à l'humanité, les astrophysiciens cherchent à faire des bilans des taux de formation d'étoiles. Ils mesurent également les quantités de gaz qui sont éjectées des galaxies, par exemple sous la forme des fontaines galactiques qui donnent peut-être naissance aux amas ouverts récemment découverts dans le halo de la Voie lactée par Denilso Camargo et ses collègues.

Sur cette photographie, on voit à gauche la galaxie spirale M81 et à droite celle dite du Cigare, M82. Dans le passé, la première semble être entrée en interaction gravitationnelle avec cette dernière. © Anttler, cc by sa 3.0 Wikipédia

Un taux de formation d’étoiles de 13 masses solaires par an

Deux chercheurs viennent d'utiliser les données de la radioastronomie pour conduire ce genre d'étude avec une galaxie célèbre, celle dite du Cigare alias Messier 82 ou plus simplement M82. Cette galaxie que l'on a longtemps pensé irrégulière est en fait une galaxie spirale. Elle est située à environ 12 millions d'années-lumière dans la constellation de la Grande Ourse. Elle est entrée en interaction gravitationnelle avec sa voisine la galaxie M81. C'est ce qui expliquerait pourquoi elle fait maintenant partie des galaxies à flambée d'étoiles (starburst galaxy en anglais), celles présentant un taux exceptionnel de formation d'étoiles par rapport aux taux observés dans la plupart des galaxies. Ce taux est si élevé qu'il conduirait rapidement à la conversion de tout le gaz de ces galaxies en étoiles s'il se maintenait, ce qui n'est généralement pas le cas.

Dans le cas de M82, comme c'est expliqué dans un article sur arXiv, il s'avère qu'environ treize masses solaires sont converties chaque année en nouvelles étoiles. Dix-sept autres sont éjectées en dehors de la galaxie par le souffle des explosions en supernovae des étoiles massives nouvellement formées. Comme la chute des courants de matière intergalactique ne semble apporter qu'environ 3,5 masses solaires par an, il n'est pas difficile d'en conclure que la formation stellaire va forcément s'arrêter si ce régime se poursuit.

Un chiffre stupéfiant émerge même des calculs, M82 pourrait être vidée de son gaz en seulement huit millions d'années, elle est donc bien victime d'une sorte d'hémorragie de gaz. Par comparaison, dans le cas des galaxies qui ne sont pas des starburst galaxies, on obtient le chiffre de un à deux milliards d'années. La Voie lactée n'est pas concernée car elle semble accréter suffisamment de gaz pour le moment, au moins des Nuages de Magellan. Mais dans quatre milliards d'années, elle devrait entrer en collision avec la Galaxie d’Andromède.

Les collisions de galaxies dans l’univers  Les collisions de galaxies ne sont pas rares dans l’univers. C’est même l’un des processus de croissance des galaxies. Ainsi, dans quelques milliards d’années, la Voie lactée entrera en collision avec celle d’Andromède. Cette vidéo provient du projet Du Big Bang au vivant, qui regroupe une dizaine de scientifiques. © Groupe ECP, www.dubigbangauvivant.com