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Voie lactée et Andromède : collision dans 4 milliards d'années...

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Par Laurent Sacco, Futura

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On le sait depuis longtemps, la galaxie d'Andromède et la Voie lactée foncent l'une vers l'autre. Mais comment s'effectuera la rencontre ? Violemment avec une fusion entre les deux galaxies ou simplement en se frôlant l'une l'autre ? Les observations d'Hubble prouvent que la première hypothèse est la bonne.

Une vue d'un aspect possible de la voûte céleste dans 3,75 milliards d'années. © Nasa, Esa, Z. Levay and R. van der Marel (STScI), T. Hallas, and A. Mellinger

Les collisions entre galaxies sont fréquentes dans l'univers observable, à l'échelle de temps du cosmos bien sûr. Elles étaient même plus fréquentes il y a des milliards d'années qu'aujourd'hui et elles participent au processus d'évolution cosmique ayant conduit du Big Bang au vivant. Mais comment des collisions entre galaxies sont-elles possibles alors qu'Hubble et surtout Lemaître ont montré que l'univers observable est en expansion ?

Parce que c'est à l'échelle des amas de galaxies, et non pas entre les galaxies, que l'espace est en expansion. Les galaxies des amas sont liées entre elles par la matière noire à la façon dont la gravitation du Soleil retient les planètes ; pas plus que le Système solaire, ils ne sont en expansion. De la même façon qu'un géocroiseur peut entrer en collision avec la Terre, il n'est donc pas exclu qu'une galaxie puisse entrer en collision avec une autre et nous savons que cela s'est déjà produit dans l'histoire de la Voie lactée et de la galaxie d'Andromède. Les amas de galaxie eux-mêmes continuent à se former mais d'une façon qui est contrôlée par l'énergie noire accélérant l'expansion de l'univers observable.

Une vue d'un aspect possible de la voûte céleste dans 4 milliards d'années. Le disque de la Voie lactée apparaîtra comme très déformé ainsi que celui de la galaxie d'Andromède que l'on voit sur la droite. © Nasa, Esa, Z. Levay and R. van der Marel (STScI), T. Hallas, and A. Mellinger

On sait depuis bien longtemps que les spectres des étoiles de la galaxie d'Andromède apparaissent décalés vers le bleu. Il s'agit bien d'un authentique effet Doppler, contrairement au décalage spectral vers le rouge de la lumière des amas causée par l'expansion de l'univers observable. On sait donc qu'Andromède et la Voie lactée foncent l'une vers l'autre de sorte qu'à chaque heure, la distance entre les deux galaxies spirales diminue de l'équivalent d'environ la distance de la Terre à la Lune.

Une collision galactique incertaine

Mais ce qui était mesuré avec une assez bonne précision, c'était la vitesse radiale relative des deux galaxies. L'erreur sur la vitesse tangentielle était telle que l'on ne pouvait être sûr du futur concernant les deux objets. Si une rencontre était bien prévue dans quelques milliards d'années, comment se passerait-elle ?


Les collisions de galaxies sont des phénomènes essentiels pour l'apparition de la vie. En effet, ces collisions peuvent entraîner la formation d'un type d'étoile qui fabrique de l'oxygène. Pour en savoir plus, visitez http://www.dubigbangauvivant.com © Dubigbangauvivant-YouTube

On pouvait imaginer qu'aucune collision n'allait se produire ou qu'elle s'effectuerait tangentiellement. Même dans la première hypothèse, si les deux galaxies passaient suffisamment près l'une de l'autre, les forces de marée les perturberaient certainement et des courants d'étoiles formant des filaments en résulteraient très probablement. Le scénario le plus extrême faisait intervenir une collision frontale. Toutefois, de la même façon que des collisions entre étoiles n'existent pas dans notre Galaxie, il n'y aurait aucune chance que notre étoile entre en collision avec une cousine appartenant à Andromède.


Une vidéo du Hubblecast expliquant la collision future entre Andromède et la Voie lactée.  Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur « cc » pour que s'affichent d'abord des sous-titres en anglais si ceux-ci n'apparaissent pas déjà. En passant simplement la souris sur « cc », apparaîtra « Traduire les sous-titres ». Cliquez pour faire apparaître le menu du choix de la langue, choisissez « français » puis « ok ». © Esa/Hubble & Nasa/STScI-ScienceTV

Grâce aux observations d'Hubble, les astronomes sont cependant parvenus à lever les incertitudes sur l'avenir de la Voie lactée et d'Andromède. Dans 4 milliards d'années la collision sera bel et bien frontale. Les simulations sur ordinateur prédisent même que les deux galaxies finiront par fusionner en donnant une grosse galaxie elliptique. Il sera de même avec les trous noirs occupant le cœur des deux astres. Selon les calculs, l'orbite du Soleil changera certainement aussi pour cesser d'être circulaire, comme on peut le voir dans la vidéo ci-dessus. Dans 6 milliards d'années, le disque de la Voie lactée aura totalement disparu sur la voûte céleste qui aura totalement changé d'aspect. 

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