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Une nouvelle vision de la galaxie d'Andromède

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Lia Athanassoula, chercheuse au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (OAMP/CNRS/Université de Provence) vient de dévoiler une nouvelle facette de la galaxie d'Andromède. Cette galaxie, bien connue des astronomes, qu'ils soient professionnels ou amateurs, se révèle être une galaxie spirale BARREE avec un anneau externe. Cette découverte étonnante sera prochainement publiée dans le « Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ».

Étude comparée des isophotes de la galaxie d'Andromède (à gauche) et d'un modèle de galaxie barrée (à droite). La forme rectangulaire visible au centre des deux images ainsi que les protubérances asymétriques sont caractéristiques des galaxies barrées.

Il est facile de distinguer une barre dans une galaxie vue de face, mais ceci devient très difficile pour les galaxies très inclinées par rapport à la ligne de visée. Toutefois, même dans ce cas, la présence d'une barre peut être révélée par de nombreux indices, à condition que l'observateur sache les déceler et les interpréter. C'est en fait un véritable jeu de piste auquel c'est livrée Lia Athanassoula, spécialiste de la modélisation des galaxies, en collaboration avec Rachael Beaton, étudiante (niveau licence) à l'Université de Virginie aux USA, pour étudier sous toutes les coutures la galaxie d'Andromède.

L'élément déclencheur de toute cette recherche fut en fait un simple coup d'oeil sur un cliché de cette galaxie pris dans l'infrarouge proche, seule longueur d'onde permettant de rendre « visible » une barre lorsque la galaxie observée est très inclinée (dans les autres longueurs d'onde, la poussière cache la barre). Grâce à une connaissance pointue de la structure des galaxies barrées, acquise par la réalisation de ses simulations numériques, Lia Athanassoula a immédiatement soupçonné Andromède d'avoir en son centre une barre relativement forte en regardant le cliché. En effet, une forme rectangulaire légèrement de biais avec des protubérances asymétriques de part et d'autres apparaissait très nettement. Ces structures principalement composées de vieilles étoiles détectables dans l'infrarouge, sont généralement la signature caractéristique des galaxies barrées très inclinées.

Elle a donc modélisé, à l'aide d'une série de simulations numériques, les propriétés d'une barre dans une galaxie inclinée de 77 degrés (comme Andromède) par rapport à l'axe d'observation. Elle a ainsi reproduit par simulation les profils morphologique, photométrique et cinématique d'Andromède et obtenus des résultats en parfaite adéquation avec les résultats observationnels. Ses travaux de recherche lui ont permis de prouver qu'Andromède est bien une galaxie barrée, mais aussi de donner des informations sur les propriétés de sa barre, comme sa longueur, son orientation et sa force.

Cette découverte est intéressante à double titre. Nous connaissons deux familles de galaxies à disque : les barrées et les non barrées. Or, des observations en infrarouge proche ont montré que près de 90% des galaxies à disque sont barrées. Ce pourcentage issu des résultats observationnels concorde d'ailleurs avec les simulations numériques qui ont permis de mettre en évidence que les barres se forment de façon naturelle dans toutes les galaxies à disque et qu'elles sont le moteur interne principal de l'évolution de la structure et de la morphologie de ces galaxies au cours du temps.

Andromède était donc un sujet d'étude particulièrement passionnant. Si les résultats des recherches de Lia Athanassoula n'avaient pas permis de révéler la présence d'une barre il aurait été intéressant d'en poursuivre l'étude afin de tenter de comprendre pourquoi cette galaxie à disque échappait à la « règle » visiblement dictée par les simulations. Mais Andromède se révèle être effectivement une galaxie barrée et cette découverte permet d'éclairer les chercheurs sur les mécanismes qui régissent son évolution au cours du temps.

Un nouveau secret d'Andromède, notre « voisine », vient donc d'être dévoilé. Elle rejoint désormais la famille des galaxies dites barrées.

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