Le télescope Hubble continue de nous révéler des secrets du cosmos. Il nous montre particulièrement clairement aujourd'hui des amas pouvant contenir un million d'étoiles qui se forment dans des courants d'étoiles et de gaz arrachés par les forces de marée de galaxies en collision.
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Les astronomesastronomes savent bien depuis plus d'un demi-siècle qu'il existe de curieuses paires de galaxies formant des structures étonnantes avec des sortes de filaments d'étoiles notamment. Plusieurs de ces galaxies ont été méticuleusement recherchées et notées dans deux catalogues de galaxies particulières dont le plus célèbre est sans doute celui de l'astronome états-unien Halton Arp. L'Atlas of Peculiar Galaxies, aussi appelé communément atlas Arp recense ainsi 338 galaxies particulières et il a été publié pour la première fois par le California Institute of Technology en 1966.
Il en existe un autre comme A catalogue of southernsouthern peculiar galaxies and associations, aussi connu sous le nom de catalogue Arp-Madore, publié en 1987 par l'astronome américain Halton C. Arp et Barry F. Madore. On y trouve par exemple le cas de la galaxie AM 1054-325.
Des collisions de galaxies sur ordinateur depuis plus de 50 ans
Dès le début des années 1970, les astrophysiciensastrophysiciens états-uniens d'origine estonienne Alar Toomre et son frère Juri Toomre ont montré à l'aide de simulations sur ordinateurordinateur que l'on pouvait reproduire les formes de plusieurs des galaxies particulières des catalogues de Arp en faisant intervenir des interactions gravitationnelles rapprochées, et même des collisions avec fusion entre deux grandes galaxies. On explique bien ainsi la présence de ce que l'on appelle des queues de marée, c'est-à-dire de filaments et des courants d'étoiles arrachés par des forces de marée gravitationnelles entre les galaxies.
Un communiqué de presse de Hubble de 2008 a dévoilé 59 images d'interactions galactiques. Cependant, chaque image ne capture qu’un instant d’un processus de collision qui s’étale sur un milliard d’années. Cette vidéo montre plusieurs visualisations de simulations de collisions de galaxies par un superordinateur. Elles montrent la séquence complète de collision et comparent les différentes étapes de la collision aux différentes paires de galaxies en interaction observées par Hubble. Les deux galaxies spirales de chaque simulation se déforment, se tordent et fusionnent, faisant correspondre différentes images à différents moments et sous différents angles de vue. Grâce à cette combinaison de simulations de recherche et d’observations à haute résolution, ces accidents titanesques peuvent être mieux illustrés et compris. © Space Telescope Science Institute (STScI), Nasa
On continue à étudier ces objets et ces phénomènes avec des simulations modernes mais aussi des observations avec des télescopes comme Hubble. Plusieurs institutions viennent d'ailleurs de mettre un communiqué en ligne faisant état d'un article publié par Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et dont on peut trouver une version en accès libre sur arXiv.
Les chercheurs ont tourné le regard de HubbleHubble en direction de 12 queues de marée associées à sept collisions de galaxies. Si les corps principaux des galaxies en fusion ont été bien étudiés, cela n'a pas encore été le cas des courants d'étoiles arrachées, bien qu'on mène des recherches sur eux depuis des décennies.
Des colliers de perles d'amas sur des milliers d'années-lumière
Lorsque des galaxies entrent en collision, les distances entre les étoiles restent toujours telles qu'elles n'entrent pas en collision elles-mêmes, étant décrit par les équationséquations des gazgaz sans collision. Mais il n'en est pas de même des nuagesnuages moléculaires et poussiéreux de grande taille dans les galaxies et notamment les bras des galaxies spiralesgalaxies spirales. Il se produit donc des ondes de choc quand ces nuages entrent en collision, ce qui les comprime et amorce l'effondrementeffondrement et la fragmentation gravitationnels donnant finalement des amas massifs de jeunes étoiles.
Hubble voit maintenant aussi de tels amas dans les queues de marée, des amas pouvant contenir jusqu'à un million d'étoiles. Ils s'égrènent comme des perles sur un collier le long des queues de marée et les astrophysiciens en ont identifié au total 425. Il est facile de dater de jeunes amas d'étoiles comme on apprend à le faire dans le DUAO de l’OCA, et dans le cas présent, les amas sont âgés de seulement 10 millions d'années. Ils semblent donc se former au même rythme le long de queues s'étendant sur des milliers d'années-lumièreannées-lumière.
On ne sait pas encore très bien ce que ces amas stellaires massifs vont devenir. Ils pourraient rester gravitationnellement liés et donc devenir les équivalents des vieux amas globulaires en orbiteorbite autour de la Voie lactéeVoie lactée ou encore se disperser comme le font les amas ouvertsamas ouverts de jeunes étoiles classiques.
