Waouh, la Galaxie d’Andromède fait la couv’ du premier numéro de l’année de Nature ! Et pourquoi donc ? Des astronomes viennent de découvrir que les galaxies naines qui tournent autour d’Andromède ne le font pas au hasard : elles tournent autour en formant un grand disque très fin, et tournent dans le même sens…
Cette découverte fascinante apporte de nouvelles contraintes sur les théories de formation des galaxies.
Andromède (qu’on appelle aussi M31) est la galaxie la plus proche de la nôtre, située à environ 2,5 millions d’années-lumière, elle est très semblable à notre voie lactée, on dit souvent que ces deux galaxies sont des jumelles. Et toutes les deux possèdent des petites galaxies naines qui sont liées gravitationnellement avec leur galaxie géante.
Galaxie d'Andromède (M31) accompagnée de quelques naines satellites
C’est grâce à cette proximité que les galaxies naines entourant Andromède ont pu être étudiées en détail, notamment leur vitesse et leurs distances. L’équipe menée par Rodrigo Ibata, de l’observatoire de Strasbourg, a utilisé les données du télescope CFHT (Canada-France-Hawai Telescope) pour étudier ces galaxies naines. Ils ont trouvé que, sur les 27 galaxies naines satellites de Andromède recensées ayant une distance jusqu’à 1,3 millions d’années-lumière de la galaxie géante, la moitié d’entre elles se situent dans un plan épais de seulement 45000 années-lumière et partagent une structure de vitesse cohérente : celles situées au Nord de M31 s’éloignent de nous et celles situées au Sud se rapprochent.
Aucun astrophysicien n’aurait osé prédire un tel comportement. Et il y a mieux encore : notre propre galaxie (jumelle d’Andromède) se trouve dans le même plan que ces 13 galaxies satellites d’Andromède !
Cette découverte de l’existence d’un tel plan de rotation est un résultat spectaculaire. Bien que le disque galactique de M31 est incliné d’environ 50° par rapport au plan de rotation de ces satellites découvert, la rotation à l’intérieur de la galaxie se fait dans le même sens que celle des galaxies naines.
Toutes les galaxies naines satellites étudiées par les auteurs de cette étude sont des galaxies déficitaires en gaz, ce qui veut dire selon le modèle de formation standard qu’elles résident à proximité de M31 depuis un bon moment et auraient des orbites complexes. Il est intéressant de noter que trois autre galaxies naines qui se trouvent à des distances plus grandes (entre 250 et 500 kpc* de M31), sont, elles, riches en gaz, fabriquent beaucoup d’étoiles, et se trouvent elles aussi dans le même plan de rotation…
On y trouve donc à la fois de « vieilles » galaxies et des plus jeunes qui sont peut-être arrivées là depuis peu…
Les galaxies naines satellites de M31, telles quelles seraient vue depuis son centre ("MW" = voie lactée).
Mais il y a encore plus étrange ! Les autres galaxies satellite de M31, celles qui ne font pas partie du groupe formant un plan, peuvent être divisées en deux sous-groupes de taille équivalente, et l’un de ces sous-groupe (celui comportant la célèbre M33) forme un autre plan de rotation ! Ce second plan de rotation est décalé et incliné de 13° par rapport au premier plan de rotation.
Ibata et ses collègue font remarquer que des satellites de notre galaxie, la Voie Lactée, semblent également former un plan. Il en est semble-t-il de même avec les galaxies satellites de la géante Centaurus A, sans connaitre leur sens de rotation.
Il existe donc aujourd’hui de très sérieux indices montrant que la norme pour la distribution des galaxies satellites soit une distribution structurée. Cette nouvelle information vient s’ajouter à un problème épineux concernant les galaxies naines : on n’en voit trop peu par rapport à ce que prédisent les modèles et les théories. Et maintenant, celles qu’on voit forment des plans de rotation comme des planètes…
Les auteurs explorent quelques scénarios qui pourraient être des pistes pour expliquer ces structures non prédites par les modèles cosmologiques de formation galactique. L’un d’eux serait que le gaz pourrait être accrété sur des sous-halos de matière noire pré-existants et orbitants déjà sur un plan autour de la galaxie géante, mais cela repousse la question sur l’origine d’un tel plan de matière noire…
On l’a compris, cette découverte intriguante pose plus de questions qu’elle n’en résoud, et remet en question une fois encore notre vision peut-être trop simpliste des galaxies.
* 1 kiloparsec (kpc)= 3260 années-lumière
Références :
Astronomy: Andromeda's extended disk of dwarfs
R. Brent Tully
Nature 493, 31–32 (03 January 2013)
A vast, thin plane of corotating dwarf galaxies orbiting the Andromeda galaxy
R. Ibata et al.,
Nature 493, 62–65 (03 January 2013)
Dr Eric SIMON; http://drericsimon.blogspot.com