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Posté par Adrien le Vendredi 23/06/2017 à 00:00
Une galaxie à disque massive qui ne forme plus d'étoiles défie notre vision de l'évolution des galaxies
Une galaxie à disque jeune, compacte et « morte » surprend les astronomes, et nous en apprend d'avantage sur la formation des galaxies elliptiques.

En combinant la puissance d'une lentille « naturelle » dans l'espace avec celle du télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre...), des astronomes de plusieurs laboratoires internationaux (dont l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) en Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers...) et Planétologie (IRAP) à Toulouse (Université Toulouse 3 Paul Sabatier/CNRS) et le Centre de Recherche Astrophysique (CRAL) de Lyon (Univesité Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et physiologiste français.) Lyon 1/ENS Lyon/CNRS) ) ont fait une découverte surprenante - le premier exemple d'une galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux...) compacte, en forme de disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet...) en rotation, qui a arrêté de former des étoiles quelques milliards d'années seulement après le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles cosmologiques...). On parle alors de galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.) « morte » car elle ne fabrique plus de nouvelles étoiles. Le fait de trouver une galaxie en forme de crêpe - ressemblant physiquement à la Voie Lactée - morte aussi prématurément dans l'histoire de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) bouleverse notre compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies massives. En effet l'Univers à cette époque était rempli de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas...) et était au maximum de son histoire de formation stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces...).

La théorie dominante pour expliquer un tel arrêt de la formation d'étoiles est la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur,...) de galaxies. Cette fusion formerait des galaxies plus massives, elliptiques et mortes. C'était jusqu'alors ce qui était le plus compatible avec les observations.


Image globale de l'amas de galaxies massif (Le mot massif peut être employé comme :) jouant l'effet d'un télescope naturel. La galaxie distante 'morte', de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), est encadrée par un rectangle (En géométrie, un rectangle est un quadrilatère dont les quatre angles sont des angles droits.). / Crédits: ESO

L'idée que des galaxies puissent mourir avant de subir un scénario de fusion semblait inenvisageable d'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) théorique. L'équipe de chercheurs a étudié des galaxies de l'Univers jeune et donc lointain pour confirmer les théories. Pour pouvoir observer aussi loin, il est nécessaire d'utiliser des télescopes encore plus puissants que ceux actuellement disponibles sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...) et dans l'Espace. Le phénomène connu sous le nom d'effet de « lentilles gravitationnelles » causé par des amas de galaxies, permet d'obtenir le même effet que les télescopes. Il amplifie et étire les images des galaxies distantes près d'un amas de galaxies massifs. L'utilisation de ces « télescopes naturels » a permis aux scientifiques d'étudier en détail une de ces galaxies mortes. Alors qu'ils s'attendaient à voir un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...) chaotique d'étoiles formées par des fusions de galaxies (comme dans une galaxie elliptique), contre toute attente ils ont vu une distribution d'étoiles en forme de disque en rotation. Cette galaxie est trois fois plus massive (Le mot massif peut être employé comme :) que notre Voie Lactée mais ne possède que la moitié de sa taille. Des mesures de vitesse (On distingue :) de rotation prises au Very Large Telescope (VLT) de l'observatoire Européen Austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère sud.) (ESO) montrent que ce disque tourne deux fois plus vite que la Voie Lactée.

C'est une preuve observationnelle qu'au moins une fraction des toutes premières galaxies « mortes » ont dû fortement évoluer, modifiant non seulement leur structure mais les mouvements de leurs étoiles, pour aboutir aux galaxies géantes elliptiques observées actuellement. Les astronomes ont pu voir que la formation d'étoiles s'est arrêtée d'abord au centre de la galaxie puis progressivement vers l'extérieur. La raison de cet arrêt de formation d'étoiles n'est pas connue, et peut venir d'un noyau actif de galaxie au coeur, dont la source d'énergie est un trou noir supermassif (En astrophysique, un trou noir supermassif est un trou noir dont la masse est d'environ un million à un milliard de masses solaires. C'est le type de trou noir le plus grand, après le --...) qui inhibe la formation d'étoiles. Ou alors, il peut provenir du chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) du gaz qui se dirige vers le coeur de la galaxie, l'empêchant de l'atteindre et le transformant en des nuages de gaz moléculaire denses.


En haut et en bas, au centre: spectre de la galaxie obtenu avec le Very Large Telescope et montrant les signatures de l'hydrogène dues aux nombreuses étoiles en rotation. En bas à gauche: observation de la galaxie distante avec le télescope Hubble. En bas à droite: reconstruction de l'image réelle de la galaxie après correction de l'effet de lentille gravitationnelle (Les lentilles gravitationnelles déforment l'image que l'on reçoit d'un objet astronomique comme une galaxie.). / Crédits: NASA/ESA

Cette nouvelle découverte pourrait forcer la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...) à revoir en partie leur vision de l'évolution des galaxies. Comment les galaxies jeunes, massives, compactes, évoluent vers des galaxies elliptiques ? Probablement par un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de fusions. Si ces galaxies fusionnent avec des compagnons moins massifs en très grand nombre et provenant de toutes les directions, ou subissent une fusion majeure, cela désordonnerait les orbites des étoiles dans les galaxies.

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Source: CNRS-INSU
 
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