La galaxie naine ultradiffuse, découverte récemment en orbite autour de notre Galaxie avec la mission Gaia, serait bien responsable d'ondulations dans la répartition de la matière dans le disque de la Voie lactée. Des simulations numériques suggèrent même qu'Antlia 2 serait entrée en collision avec notre Galaxie.

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[EN VIDÉO] Mission Gaia : la Voie lactée bientôt cartographiée La mission Gaia de l'ESA a mesuré les positions et les vitesses d'un milliard d'étoiles dans la Voie lactée. Cela va permettre de reconstituer l'histoire de notre Galaxie, de mieux connaître sa structure mais aussi de partir à la chasse à la matière noire et aux exoplanètes.

Les observations faites notamment avec le télescope Hubbletélescope Hubble nous ont appris que les collisions de galaxies ne sont pas rares dans l'UniversUnivers observable. On a de bonnes raisons de penser que les fusionsfusions, qui les accompagnent parfois, ont permis la croissance des galaxies naines qui sont nées au cours des premières centaines de millions d'années après le Big BangBig Bang.

Notre Voie lactée doit être le produit de ces fusions et elle doit garder les traces des rencontres récentes avec d'autres galaxies dans les caractéristiques de son disque d'étoilesétoiles et de gazgaz. Les astronomesastronomes et les cosmologistes, cherchant à comprendre l'histoire du cosmos, ont donc décidé de se muer pour certains d'entre eux en archéologues galactiques. L'un de leurs outils principaux actuellement pour fouiller dans les stratesstrates galactiques est la mission d'astrométrie GaiaGaia de l'ESAESA.


Sukanya Chakrabarti est professeur de physique et d'astrophysique au RIT (Rochester Institute of Technology). Elle essaye de comprendre le côté sombre de l'Univers, en particulier cette chose mystérieuse que nous appelons « matière noire ». Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ».© TEDx Talks

Les premiers résultats de ce satellite, qui permet de mesurer avec une précision inédite les positions et les vitessesvitesses d'un grand nombre d'étoiles dans la Galaxie et dans sa banlieue proche, ont confirmé récemment et indirectement une prédiction faite il y a une décennie par l'astronome Sukanya Chakrabarti.

Une méthode pour découvrir des galaxies naines très peu lumineuses

Il existait bien une galaxie nainegalaxie naine diffuse, et même très fortement ultradiffuse, riche en matière noirematière noire, non loin de notre Galaxie, passée inaperçue jusque-là car très peu lumineuse, et qui perturbait indirectement par sa proximité et son champ de gravitationgravitation le disque de gaz formé d'hydrogènehydrogène atomique de la Voie lactéeVoie lactée. La nouvelle galaxie naine en orbiteorbite autour de notre Galaxie a reçu le nom d'Antlia (« la pompe », dérivé du grec ancien ἀντλία) 2 , car elle s'ajoute à une autre galaxie naine découverte il y a plus longtemps et portant le nom d'Antlia. On peut les observer justement dans la constellationconstellation peu lumineuse de l'hémisphère Sudhémisphère Sud établie par Nicolas-Louis de Lacaille au XVIIIe siècle et qu'il a appelée La Machine pneumatiquepneumatique.

Antlia 2 est une géante parmi les galaxies naines car diffuse mais de faible masse. Alors qu'Antlia 2 est en orbite autour de la Voie lactée, ses étoiles sont arrachées par les forces de marée de la Voie lactée. Les étoiles orange montrent les résultats d’un modèle informatique d’Antlia 2 soumis à ces forces qui produisent donc une sorte de courant d'étoiles, dit courant de marée. L’arrière-plan montre la vue du satellite Gaia sur l’ensemble du ciel nocturne. Le Grand Nuage Magellan (LMC) est visible sous le disque de la Voie Lactée – bien que de taille similaire à Antlia 2, le LMC est 10.000 fois plus lumineux ! © J. Sanders (Cambridge, UK) <em>based on the image by Gaia Data Processing and Analysis Consortium</em> (DPAC)/A. Moitinho/A. F. Silva/M. Barros/C. Barata, Université de Lisbonne, Portugal /H. Savietto, Fork Research, Portugal
Antlia 2 est une géante parmi les galaxies naines car diffuse mais de faible masse. Alors qu'Antlia 2 est en orbite autour de la Voie lactée, ses étoiles sont arrachées par les forces de marée de la Voie lactée. Les étoiles orange montrent les résultats d’un modèle informatique d’Antlia 2 soumis à ces forces qui produisent donc une sorte de courant d'étoiles, dit courant de marée. L’arrière-plan montre la vue du satellite Gaia sur l’ensemble du ciel nocturne. Le Grand Nuage Magellan (LMC) est visible sous le disque de la Voie Lactée – bien que de taille similaire à Antlia 2, le LMC est 10.000 fois plus lumineux ! © J. Sanders (Cambridge, UK) based on the image by Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC)/A. Moitinho/A. F. Silva/M. Barros/C. Barata, Université de Lisbonne, Portugal /H. Savietto, Fork Research, Portugal

Antlia 2 est à environ 422.000 années-lumièreannées-lumière de la Voie lactée, elle est donc plus loin que le Grand Nuage de MagellanGrand Nuage de Magellan, mais son diamètre est comparable (environ 14.000 années-lumière) et sa luminositéluminosité est 10.000 fois moindre, ce qui explique qu'on ait mis autant de temps pour découvrir et établir sa présence.

Sukanya Chakrabarti et ses collègues ont utilisé les dernières données de Gaia pour nourrir des simulations numériques. Elles confortent l'hypothèse que l'influence gravitationnelle de la galaxie naine serait bien responsable des ondulations dans la répartition du gaz d'hydrogène atomique dans la partie externe du disque de la Voie lactée. Surtout, Antlia 2 serait même entrée en collision avec notre Galaxie dans un passé pas si lointain, comme l'expliquent les chercheurs dans un article disponible sur arXiv.

Chakrabarti pense que ce travail peut aider à développer des méthodes pour chasser des galaxies naines riches en matièrematière noire et très peu lumineuses. On sait en effet que le modèle cosmologique standardmodèle cosmologique standard prédit l'existence de plus de galaxies naines satellites des grandes galaxies qu'il n'en est observé. Elles sont peut-être là mais difficiles à débusquer comme Antlia 2. Enfin, les caractéristiques de la galaxie naine et son effet sur la Voie lactée sont fonction des modèles de matière noire utilisés et donc, elle pourrait servir de laboratoire pour tester ces modèles.

Un extrait d'une simulation numérique montrant la rencontre entre Antlia 2 et la Voie lactée. © Sukanya Chakrabarti/RIT 
Un extrait d'une simulation numérique montrant la rencontre entre Antlia 2 et la Voie lactée. © Sukanya Chakrabarti/RIT