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La "galaxie-comète" : galaxie en pleine transformation

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Une équipe internationale de scientifiques comprenant un chercheur du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (UMR CNRS/Université de Provence) vient de détecter une galaxie en train de se faire « dénuder» de son gaz et de ses étoiles. Cette malheureuse galaxie s'est rapprochée un peu trop près d'un amas de galaxies et a subi les effets de cet environnement hostile. L'étude de cette galaxie, effectuée à partir d'observations réalisées avec le télescope Hubble et une kyrielle d'autres télescopes et satellites, apporte un nouvel éclairage sur le mystérieux et long mécanisme de transformation des galaxies au sein des amas de galaxies et pourrait permettre d'expliquer le processus de formation des millions d'étoiles isolées au centre des amas.

Une galaxie en pleine transformation: © OAMP

Dans l'Univers local, c'est-à-dire aujourd'hui, près de la moitié des galaxies sont pauvres en gaz avec une apparence généralement « elliptiques » : constituées de vielles étoiles et n'en formant plus de nouvelles. L'autre moitié est composée de galaxies riches en gaz généralement en forme de « spirales » ou « irrégulières » : plus jeunes, formant des étoiles, elles se trouvent plutôt dans les régions les moins denses de notre Univers.

Toutefois, les observations de l'Univers alors qu'il n'avait que la moitié de son age actuel 1 révèlent une toute autre répartition. A cette époque, les galaxies spirales et les galaxies irrégulières étaient largement plus nombreuses. L'importante population de galaxies elliptiques dans notre Univers local ne peut à priori s'expliquer que par une transformation des galaxies spirales et irrégulières au cours du temps. Une telle évolution s'étalant cependant sur des milliards d'années, il est impossible de l'observer à l'échelle d'une vie humaine.

Une équipe internationale de scientifiques 2, pilotée par Luca Cortese de l'Université de Cardiff (Grande Bretagne), a néanmoins pu observer, grâce au télescope spatial Hubble, une des séquences les plus significatives de ce processus comme cela n'avait jamais été fait auparavant. En étudiant l'amas de galaxies Abell 2667, les chercheurs ont observé une galaxie spirale très curieuse qui le traversait avec une vitesse d'au moins 1000 kilomètres par seconde (3,6 million de Km/h), accélération due au très important champ gravitationnel de cet amas. En croisant les résultats de cette observation avec ceux obtenus à partir de plusieurs télescopes au sol et dans l'espace 3, ils ont ainsi pu apporter d'importantes précisions sur le mécanisme de la transformation en cours.

Cette galaxie unique, située à 3,2 milliards d'années-lumière de la Terre subit les effets dévastateurs, d'une part de l'énorme champ gravitationnel d'Abell 2667 qui résulte de la contribution combinée de sa matière noire, de son gaz chaud et de ses centaines de galaxies, et d'autre part de la pression dynamique du gaz chaud intra-amas.

"A cours de ce formidable plongeon au coeur d'Abell 2667, les étoiles et le gaz de cette galaxie sont littéralement éjectés, donnant naissance à une longue traînée de nuages de gaz bleu lumineux et de jeunes étoiles, ressemblant à une queue de comète. C'est d'ailleurs pour cette raison que nous l'avons surnommée la « galaxie-comète »" explique Jean Paul Kneib chercheur au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille et membre de cette équipe scientifique.

En même temps, les forces du champ gravitationnel d'Abell 2667 déclenchent une telle agitation au sein la « galaxie-comète » qu'elles génèrent une très importante formation d'étoiles. Les jeunes étoiles dans les parties externes de la galaxie sont alors à leur tour aspirées, et deviendront probablement des étoiles solitaires peuplant le milieu intra-amas des parties centrales. Ainsi Abell 2667 est en train de vider cette galaxie de toute sa jouvence, la vieillissant prématurément et laissant « sans toit » les millions d'étoiles expulsées. A terme, cette galaxie n'hébergera plus que de vieilles étoiles. Vidée de tout son gaz et de toute sa poussière elle ne pourra probablement plus donner naissance à de nouvelles étoiles.

Grâce à cette découverte, cette équipe scientifique nous apporte de précieuses information sur certain des mécanismes qui conduisent à la transformation des galaxies spirales riches en gaz en galaxies pauvres en gaz. En effet, une seule autre observation de ce phénomène avait pu été réalisée précédemment mais elle portait sur la fin de ce même processus. Avec la « galaxie-comète » nous obtenons pour la première fois une information sur une des premières étapes de ce processus de transformation qui ne dure probablement que quelques centaines de millions d'années, étape au cours de laquelle une importante formation d'étoiles est déclenchée.

1 - Observer des objets lointains revient à observer dans le passé et en mesurant la distance qui nous sépare de ces objets on peut savoir à quel âge de l'Univers correspond l'image qui nous parvient.

2 - Font partie de cette équipe : L. Cortese (Cardiff University), D. Marcillac (Steward Observatory), J. Richard (Calthec), H. Bravo-Alfaro (Universidad de Guanajuato), J.P. Kneib (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille), G. Rieke (Steward Observatory), G. Covone (Osservatorio di Capodimonte), E. Egami (Steward Observatory), J. Rigby (Steward Observatory), O. Czoske (Bonn University) and J.I. Davies (Cardiff University).

3 - Le Very Large Telescope de l'ESO, les télescopes Keck, le télescope spatial SPITZER et le Chandra X-Ray Observatory de la NASA

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