Des astronomes découvrent des (mini-)galaxies en fuite

Publié par Adrien le 24/04/2015 à 12:00
Source: CNRS-INSU
En exploitant les archives publiques du Sloan digital sky survey (SDSS) et du satellite GALEX, deux astronomes dont un chercheur de l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP - CNRS/Université Paul Sabatier Toulouse 3) ont réussi à identifier près de 200 nouvelles galaxies elliptiques compactes et 11 mini-galaxies en fuite. Ces dernières sont des restes de galaxies plus grandes qui ont perdu la plupart de leurs étoiles et ont été catapultée pour rejoindre le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) intergalactique. De tels objets sont extrêmement rares puisqu'à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) un seul avait été observé ! Ces recherches montrent le rôle fondamental que jouent des programmes de relevé des objets célestes tels que le SDSS et les Observatoires Virtuels en général dans la 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 métonymique, la recherche scientifique désigne...) astronomique.

L'étude menée par les deux chercheurs visait initialement l'identification de nouvelles galaxies elliptiques compactes. Alors qu'elle a permis d'en découvrir près de 200 contre seulement 30 connues auparavant, la surprise est venue de ces mini-galaxies en fuite qui ont pu être découvertes au nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de 11 grâce à ces travaux, contre une seule connue précédemment !


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) schématique du phénomène d'expulsion d'une mini-galaxie tel que décrit par le modèle d'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) à 3 corps de ces recherches: 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 autres Galaxie, cette fois au singulier.) spirale (En mathématiques, une spirale est une courbe qui commence en un point central puis s'en éloigne de plus en plus, en même temps qu'elle tourne autour.) intruse approche d'un système composé d'une mini-galaxie elliptique en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter,...) d'une 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...) elliptique géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches au-dessus de...). Lors de son passage, l'intruse agit comme une catapulte gravitationnelle qui modifie l'orbite de la mini-galaxie. Cette dernière est alors propulsée en dehors du système alors que la galaxie spirale est absorbée par la galaxie elliptique géante. © ESA/Hubble ; Andrey Zolotov (artwork)

Les galaxies elliptiques compactes sont de petites galaxies qui sont typiquement une centaine de fois plus petites et moins massives qu'une galaxie comme la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom...). On les trouve normalement toujours au sein de groupes constitués de plusieurs galaxies: des amas. Or ici, plusieurs d'entre elles se sont avérées être des mini-galaxies en fuite, trouvées loin de toute galaxie plus grande, ou d'un amas. Si les premières galaxies elliptiques compactes avaient précédemment toutes été trouvées au sein d'amas, c'est simplement parce que c'est là qu'on les avait cherchées. En élargissant le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de recherche, nos deux chercheurs ont pu découvrir l'inattendu...

En effet, les théoriciens pensaient que ces mini-galaxies ne pouvaient provenir que de plus grandes galaxies qui auraient été dépouillées de la majeure partie de leurs étoiles lors d'une interaction avec une galaxie encore plus imposante. Ainsi, devaient-elle être nécessairement trouvées à proximité de grandes galaxies.

À l'image d'un satellite (Satellite peut faire référence à :) qui quitterait son orbite autour de la 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...), pour s'échapper de son système hôte (Un système hôte est un terme général pour décrire tout ordinateur en réseau qui fournit des services à d'autres systèmes ou utilisateurs. Ces services...), un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par...) doit acquérir une certaine vitesse (On distingue :) dite de "libération". Si telle était l'origine d'une galaxie en fuite, le système hôte serait une galaxie de taille normale et la vitesse de libération (La vitesse de libération (aussi appelée vitesse d'évasion, vitesse parabolique, vitesse de fuite, ou vitesse d'échappement, en anglais escape velocity) d'une planète est...) dépasserait alors les 10 millions de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) par heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure solaire »...) (2500km/s). Or, non seulement les mini-galaxies nouvellement découvertes par cette étude se sont avérée isolées mais elles se déplacent bien plus rapidement que leurs consoeurs situées au sein d'amas.

Les chercheurs se sont alors interrogés sur les mécanismes qui pourraient conduire à l'éjection d'une mini-galaxie de sa galaxie hôte. La solution au problème a alors été trouvée dans la classique "interaction à 3 corps". En effet, et par exemple, une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) hyperrapide peut être créée dans la Voie Lactée si un système d'étoiles binaires passe à proximité du trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper (à l'exception notable de la...) centrale de la galaxie: une des 2 étoiles est capturée par le trou noir (Le Trou noir (The Black Hole) est un film de science-fiction réalisé par Gary Nelson, produit par la Walt Disney Pictures et sorti en 1979. L'histoire est inspiré du roman Vingt mille lieues sous les mers de...) tandis que l'autre se trouve catapultée à une vitesse faramineuse.

De façon similaire, lorsqu'une galaxie elliptique compacte s'apparie avec une deuxième galaxie plus grande, elle se trouve dépouillée de ses étoiles. Si une troisième galaxie entre dans la danse, la galaxie compacte peut se trouver expulsée du système laissant alors l'intruse se faire absorber par la grande galaxie.

Cette découverte est un succès remarquable des Observatoires Virtuels grâce auxquels les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) provenant des grands relevés astronomiques sont rendues accessibles à l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut...) de la communauté des chercheurs et permettent, par l'exploitation et l'analyse de ces données, des découvertes jamais anticipées.
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