Portrait de notre voisine, la galaxie d’Andromède. Située à environ 2,5 millions d’années-lumière, M31 est visible à l’œil nu au sein de la constellation d’Andromède. © Local Group Survey Team and T.A. Rector (University of Alaska Anchorage), NOAO

Sciences

La galaxie d’Andromède aurait dévoré un frère de la Voie lactée

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Dans le passé, il y a plus de deux milliards d'années, il y avait une troisième grande galaxie dans notre groupe local. Mais notre voisine Andromède l'aurait étripée. Après enquête, des astronomes viennent de retrouver ses restes.

Il s'en est passé des choses dans notre petit groupe local de galaxies, un amas d'une cinquantaine de galaxies actuellement dominé par Andromède et la Voie lactée où nous habitons. Actuellement, car le paysage continue toujours d'évoluer. Il sera en effet très différent dans trois à quatre milliards d'années, quand les deux principales galaxies spirales auront fusionné, donnant ainsi naissance à l'Androlactée. Même chose dans le passé, d'autres galaxies peuplaient notre environnement et ont disparu depuis.

Il y a bien longtemps, la vie balbutiante sur Terre avait dans le ciel au-dessus d'elle, la nuit la brume étoilée de la Voie lactée et aussi, selon toute vraisemblance, une autre galaxie. Pas une galaxie naine, comme le Grand et le Petit Nuage de Magellan que l'on peut admirer aujourd'hui dans le ciel austral..., non, une galaxie plus grande, estimée à environ 25 milliards de masses solaires. Qu'est-elle devenue ? C'est du côté d'Andromède que des astronomes ont retrouvé sa trace après une véritable enquête policière. Notre voisine, aussi appelée Messier 31 (M31), l'aurait en réalité dévorée il y a de cela deux milliards d'années. Il n'en resterait plus aujourd'hui que quelques morceaux, disséminés autour. D'ailleurs, l'intrigante galaxie satellite M32 en constituerait le plus gros reste visible.

Illustration de M32p, l’ancienne galaxie spirale avant qu’elle ne soit dévorée par Andromède. Deux milliards d’années plus tard, il n’en resterait plus que les os visibles sous la forme de M32, galaxie satellite de la grande M31, et probable ancien noyau de M32p. © Richard D’Souza, Eric Bell, université du Michigan

M32, une petite galaxie satellite pas comme les autres

Curieux d'éclaircir la véritable nature de M32, l'équipe de chercheurs emmenée par Richard D'Souza s'est demandée si justement cette galaxie satellite d'Andromède n'aurait pas été victime d'un cannibalisme galactique. Très compacte, M32 ne ressemble pas, en effet, à une galaxie naine typique, peuplée d'étoiles, sortie de la même forge d'étoiles. Sa population est plus variée. « M32 est bizarre. Bien qu'elle ressemble à un exemple compact d'une vieille galaxie elliptique, elle a en fait beaucoup de jeunes étoiles, c'est l'une des galaxies les plus compactes de l'univers, il n'y a pas une autre galaxie comme celle-ci », a indiqué Eric Bell, de l'université du Michigan, qui a cosigné cette étude qui vient de paraître dans Nature Astronomy.

Leurs simulations montrent que la collision entre ces deux grandes galaxies produirait des effets que l'on peut voir aujourd'hui, comme la population d'étoiles dans le halo d'Andromède, un long courant stellaire et enfin M32, qui serait donc le reste du noyau de la galaxie dépecée. En outre, toujours selon leurs modèles, l'évènement coïncide avec une période où Andromède a connu de grands changements dans sa structure.  « Cette interaction pourrait expliquer l'explosion de la formation d'étoiles dans M31 il y a environ 2 milliards d'années, durant laquelle environ un cinquième de ses étoiles se sont formées », écrivent les auteurs. Autre argument qui soutient cette hypothèse.

En somme, les astrophysiciens ont réussi à élucider deux énigmes : la vraie nature de M32 et les conséquences des interactions d'Andromède avec une autre grande galaxie. Comprendre comment cela a pu se passer et combien l'évènement a-t-il pu perturbé la grande galaxie spirale est important pour les chercheurs. Rappelons que c'est ce qui nous attend dans trois milliards d'années (nous, la Voie lactée). Les deux galaxies sont déjà sur leur trajectoire de collision et foncent l'une vers l'autre à plus de 100 kilomètres par seconde. Alors, est-ce que dans tel un choc frontal, les galaxies volent en éclat ? En est-il de même ailleurs, dans les autres amas et superamas de galaxies dans l'univers ?

  • Il y a plus de deux milliards d’années, le groupe local comptait une grande galaxie de plus.
  • La galaxie d’Andromède l’aurait dévorée.
  • Des astronomes ont retrouvé sa trace dans un grand courant d’étoiles lié à M31, dans le halo et sous l’identité de M32, galaxie satellite d’Andromède qui serait en réalité le reste du noyau de l’ancienne galaxie.
Pour en savoir plus

La galaxie d'Andromède comme vous ne l'avez jamais vue !

Article de Rémy Decourt publié le 24 octobre 2005

La NASA a rendu publique la vue la plus fine de la galaxie d'Andromède (M-31) dans l'infrarouge obtenue par le télescope spatial Spitzer.

  • Voir la galerie photo "Galaxies" (dernières images d'Andromède)

Cette vue n'est pas que belle. Elle fourmille de détails à même de mieux nous faire comprendre le passé tumultueux de cette galaxie, voisine de la Voie Lactée et située à quelque 2 millions d'années-lumière de nous. Son aspect est méconnaissable par rapport aux longueurs d'onde du visible. Elle montre la structure même de la galaxie, impossible à voir dans les longueurs d'onde du visible. On y voit de multiples asymétries, une structure spirale complexe et surtout un anneau excentré et riche en formation d'étoiles.

La galaxie Andromède (M31) vue dans l'infrarouge (24 microns)
La galaxie Andromède (M31) vue dans l'infrarouge (24, 70, 160 microns

Cet anneau n'est pas une surprise pour les astronomes. Mais, si par le passé on a toujours pensé qu'il faisait partie de la structure en spirale des bras, force est de constater que ce n'est pas le cas. L'anneau montre une ouverture en en endroit précis, là où ils pensent que la galaxie naine M32 est passée après avoir traversé le disque d'Andromède à grande vitesse.

Cette image infrarouge montre également la poussière et les gaz interstellaires de la galaxie. Les régions centrales apparaissent plus nettes là où l'observation dans le visible est difficile, voire impossible, en raison de la grande concentration d'étoiles.

Le télescope spatial Spitzer

Le télescope spatial Spitzer (observatoire dans l'infrarouge) a été placé sur orbite le 25 août 2003 par une fusée Delta II de Boeing depuis la base américaine de Cap Canaveral (Centre spatial Kennedy). D'une durée de vie opérationnelle d'au moins 2 ans et demi, susceptible d'être portée à 5, Spitzer complète la gamme des grands télescopes spatiaux de la NASA que sont Hubble, Chandra et Compton (désorbité en 2000).

Depuis son orbite héliocentrique, dos au Soleil, il étudiera notamment la formation des étoiles et des planètes. Il observera l'Univers comme il était il y a des milliards d'années et devrait aider les scientifiques à déterminer la façon et le moment dont les premiers objets se sont formés, ainsi que leur composition.

Il sera également capable de découvrir des objets jamais observés auparavant car occultés par la poussière interstellaire comme les étoiles et les galaxies les plus lointaines et observera les objets les plus froids du Système Solaire (planètes externes, astéroïdes et autres petits corps) et les disques de poussière présents autour de jeunes étoiles (disque proto-planétaire).

Le télescope est doté d'un miroir de 85 centimètres et de trois instruments à refroidissement cryogénique : une caméra fonctionnant dans le proche et moyen l'infrarouge, un spectrographe permettant d'analyser l'ensemble des longueurs d'ondes de l'infrarouge et un photomètre pour la collecte d'informations sur la gamme d'infrarouge lointain.

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