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Selon leur analyse, la partie centrale de la galaxie voisine, appelée le Grand Nuage de Magellan (GNM), effectue une rotation toutes les 250 millions d'années. Par coïncidence, notre Soleil met le meme temps pour compléter une rotation autour du centre de notre galaxie, la Voie Lactée.
Les flèches de cette illustration représentent les mesures précises du mouvement d'étoiles du GNM
pour montrer comment la galaxie tourne.
Illustration: NASA, ESA, A. Feild and Z. Levay (STScI), Y. Beletsky (Las Campanas Observatory),
and R. van der Marel (STScI)
L'équipe de Hubble, composée de Roeland van der Marel du Space Telescope Science Institute à Baltimore, dans le Maryland, et Nitya Kallivayalil de l'Université de Virginie à Charlottesville, en Virginie, ont utilisé Hubble pour mesurer le mouvement moyen de centaines d'étoiles individuelles dans le GNM, situé à 170 000 années-lumière. Hubble a enregistré les légers mouvements des étoiles sur une période de sept ans.
Les galaxies en forme de disque, comme la Voie Lactée et le GNM, tournent généralement comme un carrousel. La précision de Hubble offre une nouvelle façon de déterminer la rotation d'une galaxie par le mouvement propre effectué par ses étoiles, comme on le voit dans le plan de ciel. Les astronomes ont longtemps mesuré les mouvements latéraux de corps célestes proches, mais c'est la première fois que la précision est devenue suffisante pour voir la rotation d'une autre galaxie lointaine.
Les astronomes ont calculé les taux de rotation des galaxies en observant un léger décalage dans le spectre - appelé l'effet Doppler - de la lumière des étoiles. D'un côté la rotation du disque stellaire d'une galaxie, les étoiles se déplaçant dans la direction de la Terre montrera un décalage spectral vers le bleu (la compression des ondes lumineuses due au mouvement vers l'observateur). Les étoiles s'éloignant de la Terre, de l'autre côté du disque galactique, montreront un décalage vers le rouge du spectre (l'étirement de la lumière à des longueurs d'onde plus rouges en raison du mouvement d'éloignement depuis l'observateur).
Les mouvements latéraux de Hubble, nouvellement mesurés, et les mouvements Doppler mesurés précédemment, fournissent des informations complémentaires sur le taux de rotation du GNM. En combinant les résultats, l'équipe de Hubble a pour la première fois obtenu une vue en trois dimensions des mouvements stellaires dans une autre galaxie.
D'après Kallivayalil, qui a dirigé l'analyse des données "l'étude de cette galaxie voisine en suivant les mouvements des étoiles nous donne une meilleure compréhension de la structure interne des galaxies à disque. La connaissance de la vitesse de rotation d'une galaxie offre un aperçu de la façon dont une galaxie est formée, et cette information peut être utilisée pour calculer sa masse."
Hubble est le seul télescope qui peut faire ce genre d'observation en raison de sa résolution forte, la stabilité de son image, et sa durée dans l'espace qui est de 24 ans. "Si nous imaginons un homme sur la Lune," a ainsi expliqué le scientifique Roeland van der Marel, "la précision de Hubble nous permettrait de déterminer la vitesse à laquelle poussent ses cheveux. Cette précision est cruciale, parce que les mouvements stellaires sont très faibles en raison de la distance de la galaxie."
La prochaine équipe envisage d'utiliser Hubble pour mesurer les mouvements stellaires dans le Petit Nuage de Magellan, en utilisant la même technique. Les galaxies sont en interaction, et cette étude devrait également donner une meilleure idée de la façon dont les galaxies se déplacent l'une autour de l'autre et autour de la Voie Lactée.