La galaxie d'Andromède victime d'une collision frontale

La structure du disque d'Andromède (ou Messier 31), la plus grosse galaxie spirale du Groupe Local, a toujours été un mystère: la carte du gaz interstellaire est dominée par un grand anneau, qui a l'air de se superposer à des morceaux de spirale.

La découverte par le satellite infrarouge Spitzer d'un deuxième anneau, au centre de la galaxie, a permis à une équipe internationale de chercheurs (dont deux de l'Observatoire de Paris, LERMA, UMR8112 du CNRS) de proposer une solution au mystère grâce à la simulation numérique: les deux anneaux seraient des ondes de densité se propageant à partir du centre, juste après l'impact d'une petite galaxie compagnon, qui aurait traversé le disque d'Andromède. Ce travail est publié dans l'édition du 19 octobre de Nature.

Andromède, la galaxie spirale la plus proche de notre Voie Lactée, recèle encore d'un grand nombre d'énigmes. La question de la distribution des gaz et des poussières constitue notamment un problème sur lequel les scientifiques butent depuis une vingtaine d'années. En effet, comment expliquer la présence d'un anneau externe éventré autour d'Andromède, visible dans les spectres optique et radio dont le centre est décalé de 1 kpc (Kiloparsec) par rapport au noyau central de la galaxie ? Grâce à des images réalisées dans le proche et moyen infrarouge fournies par le Spitzer Space Telescope, une équipe internationale de chercheurs lève le voile sur cette énigme.


Spitzer a en effet dévoilé un indice jusque là invisible aux yeux des chercheurs: la présence d'un second anneau de gaz et de poussières au sein de M31 beaucoup plus petit que le premier. Celui-ci est interne et son centre est décalé de 0,5 kpc par rapport au noyau galactique. En fait, cet anneau constituerait la première vague d'une onde provoquée par un choc colossal, se propageant du centre de la galaxie vers les régions extérieures: un peu comme lorsque l'on jette une pierre dans l'eau. A cette échelle galactique, seule la collision de M31 avec une autre galaxie peut expliquer la présence de ces deux anneaux de poussières et de gaz, tous deux excentrés par rapport au noyau galactique. Mais alors quel est le coupable ?

A l'aide de simulations numériques, l'équipe internationale de chercheurs montre qu'il s'agirait de la galaxie M32, aujourd'hui une proche voisine d'Andromède. Les indices concernant la taille, la masse et la distance de M32 par rapport à M31, confirment l'hypothèse d'un choc entre les deux galaxies.

Par ailleurs, Andromède étant proche de notre Galaxie, cette découverte constitue une remarquable opportunité d'étudier plus précisément les conséquences des collisions entre galaxies.

Légende de l'illustration:
Emission de poussière et de macro-molécules du milieu interstellaire de la galaxie d'Andromède M31 observée avec IRAC, la caméra infrarouge du satellite Spitzer. M31 possède clairement deux anneaux. Outre le célèbre anneau externe situé à un rayon de ~10 kpc (souligné ici en vert), cette carte révèle un deuxième anneau au centre de 1,5 x 1 kpc (indiqué ici en bleu), décentré de 0,5 kpc par rapport au noyau de la galaxie. Les deux anneaux sont interprétés comme des ondes de densité produites par une collision presque frontale. Le candidat le plus probable est la galaxie naine voisine M32, qui apparaît très faible sur cette image, car elle n'a pas beaucoup de poussière.