La galaxie naine du Sculpteur

Un timide voisin galactique

Sur cette nouvelle image acquise par la Caméra à Grand Champ qui équipe le télescope MPG/ESO de 2,2 mètres installé à l'Observatoire de La Silla de l'ESO figure la galaxie naine du Sculpteur, une proche voisine de notre galaxie, la Voie Lactée. En dépit de leur proximité, l'une et l'autre galaxies sont de natures bien différentes – leurs histoires même diffèrent. La galaxie du Sculpteur est nettement plus petite que la Voie Lactée, bien plus âgée également. Elle constitue donc un précieux sujet d'étude de la formation des étoiles et des galaxies au sein de l'Univers jeune. Toutefois, sa faible luminosité rend ce type d'étude particulièrement délicat.

La galaxie naine du Sculpteur – ou l'elliptique naine du Sculpteur, ou bien encore la sphéroïde naine du Sculpteur – est une galaxie naine sphéroïdale, l'une des quatorze galaxies satellites de la Voie Lactée connues à ce jour [1]. Ces auto-stoppeurs galactiques se situent non loin du vaste halo de la Voie Lactée, une région sphérique qui s'étend bien au-delà des bras spiraux de notre galaxie. Comme son nom l'indique, cette galaxie se situe dans la constellation australe du Sculpteur, à quelque 280 000 années-lumière de la Terre. Proche mais constituée d'étoiles de faible luminosité dispersées sur le fond du ciel, cette galaxie n'a été découverte qu'en 1937.

Bien que difficile à repérer, la galaxie naine du Sculpteur fut l'une des toutes premières galaxies naines et peu lumineuses découvertes en orbite autour de la Voie Lactée. A cette époque, sa forme intrigua les astronomes. De nos jours, les galaxies naines sphéroïdales sont utilisées par les astronomes pour sonder le lointain passé de notre Univers.

La Voie Lactée, à l'instar des autres galaxies de vastes dimensions, est supposée résulter d'un processus d'agglomération de galaxies de tailles plus modestes datant du tout début de l'Univers. Si certaines de ces petites galaxies existent aujourd'hui encore, elles doivent à présent être peuplées d'un grand nombre d'étoiles extrêmement âgées. La galaxie naine du Sculpteur est très certainement une galaxie originelle, comme en témoignent les nombreuses étoiles âgées visibles sur la photo.

Les astronomes peuvent déduire l'âge des étoiles d'une galaxie de l'analyse de la lumière qu'elles émettent – plus précisément, de l'analyse des empreintes laissées sur cette lumière par les éléments chimiques lourds. A mesure que les générations d'étoiles se succèdent, les éléments lourds s'accumulent au sein des galaxies. Le fait que la lumière en provenance de la galaxie naine du Sculpteur porte les signatures d'une faible quantité d'éléments lourds signifie que les étoiles qui la composent sont majoritairement âgées.

Cette forte proportion d'étoiles âgées fait de la galaxie naine du Sculpteur une cible de choix pour l'étude des toutes premières périodes de formation stellaire. Dans une étude récente, des astronomes ont regroupé l'ensemble des données disponibles relatives à cette galaxie afin de retracer l'histoire la plus détaillée à ce jour de la formation stellaire au sein d'une galaxie naine sphéroïdale. Cette étude a révélé l'existence de deux groupes d'étoiles distincts dans la galaxie. Le premier groupe, de loin le plus important, est constitué d'étoiles de population âgée, dépourvues d'éléments lourds. Le second groupe, de taille beaucoup plus restreinte, présente en revanche un taux élevé d'éléments lourds. A l'image des jeunes gens qui se pressent dans les centres-villes, cette jeune génération d'étoiles occupe le centre de la galaxie.

Les étoiles qui peuplent les galaxies naines telle que la galaxie naine du Scuplteur peuvent résulter de complexes processus d'évolution. Toutefois, la plupart de ces étoiles occupent seules une région de l'espace et n'ont subi aucune interaction durant des milliards d'années. Chaque groupe d'étoiles a donc évolué indépendamment. L'étude des similitudes évolutives que présentent les galaxies naines, tout comme l'explication des aberrations parfois rencontrées, permettront de rendre compte de l'évolution de l'ensemble des galaxies, de la naine la plus petite aux spirales les plus étendues. Les astronomes ont donc beaucoup à apprendre des timides voisines de la Voie Lactée.


Notes
[1] Cette galaxie peu lumineuse ne doit pas être confondue avec la brillante Galaxie du Scuplteur (NGC 253) située dans cette même constellation.