mercredi 19 février 2014

Première Mesure Directe de la Rotation d'une Galaxie

Le télescope spatial Hubble (HST) vient encore de permettre une première... C'est décidément un outil fabuleux. Une équipe vient, en utilisant le HST donc, de mesurer pour la première fois la vitesse de rotation d'une galaxie, en observant directement le mouvement de ses étoiles prises individuellement.
Vous vous en doutez quand même, si on parle d'étoiles individuelles d'une galaxie qui n'est pas la nôtre, cela veut dire qu'il s'agit d'une galaxie très proche tout de même. Il s'agit du Grand Nuage de Magellan (LMC), qui est effectivement la galaxie la plus proche de la nôtre (170000 années-lumières), et qui est visible dans le ciel austral avec une taille près de 20 fois plus grosse que la pleine Lune.



Roeland Van Der Marel du Space Telescope Science Institute de Baltimore, et Nitya Kallivayalil de l'Université deVirginie à Charlottesville ont exploité Hubble pour mesurer la vitesse moyenne de plusieurs centaines d'étoiles du LMC durant une période de sept ans. Il fallait bien une telle période pour observer de si petits mouvements.
Ils trouvent que les étoiles de la partie centrale du LMC font une rotation en 250 millions d'années, ce qui fait, par coïncidence, la même période que celle de notre bon vieux soleil dans notre galaxie à nous.
Mouvement des étoiles du LMC projetées dans les prochaines 7 millions d'années d'après les mesures de vitesse effectuées grâce à Hubble (NASA/ESA)
Des mouvements propres d'étoiles avaient déjà été mesurés depuis longtemps, mais il s'agissait toujours d'étoiles assez proches, toutes situées dans notre propre galaxie. La grande nouveauté ici, c'est que la précision atteinte par le télescope spatial a permis de faire ces mesures sur des étoiles d'une autre galaxie.

Dans le passé, la vitesse de rotation des galaxies a été évalué de manière indirecte, en regardant l'effet de la vitesse sur le spectre de la lumière émise par les étoiles au sein d'un galaxie, l'effet Doppler, qui décale vers le rouge la lumière d'un objet qui s'éloigne et le décale vers le bleu lorsqu'il se rapproche.
Et les astronomes du Space Telescope Science Institute ont également utilisé des mesures de décalage spectral pour les combiner à leurs mesures de vitesses propres, ce qui leur a permis pour la première fois d'obtenir une vue complète en 3 dimensions des mouvements d'étoiles dans une autre galaxie.

Les chercheurs, qui publient leur étude dans The Astrophysical Journal, montrent que l'on peut réellement voir une galaxie en rotation dans le ciel.
Nitya Kallivayalil précise :"L'étude des galaxies proches en mesurant les mouvements des étoiles nous permet de mieux comprendre la structure interne des disques galactiques. Connaître la vitesse de rotation d'une galaxie fournit une vision sur la manière dont la galaxie s'est formée et peut également permettre de calculer sa masse".
Le télescope spatial Hubble (NASA/ESA)

Roeland Van Der Marel, pour évoquer la précision phénoménale accessible grâce au télescope Hubble, qui est le seul instrument capable d'effectuer ces mesures, mentionne qu'avec sa résolution, il pourrait déterminer la vitesse à laquelle poussent les cheveux d'un homme situé sur la Lune...
Evidemment, comme les étoiles du LMC sont très lointaines, leur mouvement apparent, même durant 7 ans, reste très faible...

Le LMC s'avère être une galaxie très importante, parce qu'elle est très proche de nous; il est presque plus aisé d'étudier une galaxie comme le LMC que notre Voie Lactée, car nous baignons dans cette dernière. Il est préférable d'étudier une galaxie en étant à l'extérieur...
On peut aussi rappeler que le LMC est une galaxie qui est elle-même en rotation autour de notre galaxie. C'est d'ailleurs cette même équipe d'astronomes qui avait montré il y a quelques années que le LMC tournait autour de la Galaxie plus vite que ce qu'on pensait, menant à revisiter les interactions passées entre galaxies proches...

Et l'équipe de Roeland Van Der Marel ne compte pas s'arrêter en si bon chemin, car maîtrisant désormais une superbe technique, ils vont s'attaquer maintenant à la petite cousine du LMC : la petit nuage de Magellan, la deuxième galaxie la plus proche de nous...


Sources :

THIRD-EPOCH MAGELLANIC CLOUD PROPER MOTIONS. I. HUBBLE SPACE TELESCOPE/WFC3 DATA AND ORBIT IMPLICATIONS
Nitya Kallivayalil et al. 
ApJ 764 161 (2013 )

Third-epoch Magellanic Cloud Proper Motions. II. The Large Magellanic Cloud Rotation Field in Three Dimensions
Roeland P. van der Marel and Nitya Kallivayalil
ApJ 781 121 ( 2014)

Communiqué de presse NASA/Hubble :
http://www.nasa.gov/press/2014/february/hubble-watches-stars-clockwork-motion-in-nearby-galaxy/#.UwPibPl5OFU