jeudi 12 janvier 2017

La Voie Lactée est une galaxie vorace


Notre galaxie est une galaxie vorace qui accapare des étoiles et de la matière noire à ses petites galaxies voisines, c'est ce que montre une nouvelle étude s’intéressant aux étoiles de notre Galaxie les plus éloignées .




La galaxie naine sphéroïdale Sagittarius (SagDEG) est une petite galaxie satellite de notre Voie Lactée qui se trouve en orbite quasi polaire. Elle semble avoir vécu plusieurs passages à travers le disque de notre Galaxie. Il en résulte une sorte de grande trainée d'étoiles arrachées par interactions gravitationnelles formant un grand anneau de presque 360° en circonférence polaire. Et il se trouve que le Soleil se trouve suffisamment près du plan orbital de SagDEG pour être dans la largeur de trainée. 
Marion Dierickx et son directeur de thèse Avi Loab (Harvard Smithonian Center for Astrophysics) ont effectué des simulations numériques pour reproduire les mouvements de SagDEG des 8 derniers milliards d'années. Ils ont recherché quels devaient être les vitesses et angles d'approches initiaux de SagDEG et de la Voie Lactée à même de reproduire ce qui est observé aujourd'hui. 

Au début de l'histoire simulée, la petite galaxie avait une masse de 10 milliards de masses solaires, soit environ 1% de la masse de Voie Lactée. Et au fur et à mesure de l'évolution, la galaxie naine a perdu environ un tiers de ces étoiles, et 90% de sa matière noire! La simulation montre que les interactions multiples ont produit trois courants d'étoiles dont le plus éloigné atteint une distance de 1 million d'années-lumière du centre galactique, soit aux confins du halo galactique, en formant l'une des plus grande structure observable dans le ciel. La simulation de Marion Dierickx ci-dessous montre 8 milliards d'années d'évolution pour d'un côté (en bleu) la matière noire, et de l'autre (en rouge) les étoiles, le centre de la Voie Lactée est fixe au centre de l'image.



Notre Galaxie aurait donc absorbé une grande partie de la petite galaxie au fil du temps. Et les simulations trouvent une validation observationnelle : en effet, parmi les 11 étoiles qui se trouvent être les plus lointaines dans notre Galaxie, à environ 300 000 années-lumière de nous, cinq d'entre elles possèdent des positions et des vitesses qui correspondent tout à fait avec des étoiles provenant de SagDEG. Les six autres n'en sont pas issues, mais pourraient être originaires d'une autre galaxie naine dépecée par notre vorace Voie Lactée...

Source : 

Predicted Extension of the Sagittarius Stream to the Milky Way Virial Radius.
Marion Dierickx & Abraham Loeb. 
Accepté pour publication dans the Astrophysical Journal
arXiv: 1611.00089


Illustrations :

Vue d'artiste des courants d'étoiles issus de la galaxie naine SagDEG
NASA / JPL-Caltech / R. Hurt, SSC & Caltech.

4 commentaires :

Anonyme a dit…

Très intéressant.
Une question : comment peut-on dire que la Voie lactée absorbe de la matière noire, alors que la matière noire est une hypothèse dont l'existence n'a jamais été démontrée?

Dr Eric SIMON a dit…

Si on n'applique pas l hypothèse matière noire, la simulation est simplement fausse au départ et ne correspond alors à rien. En simulant la présence de matière noire dans les bonnes quantités, les chercheurs peuvent ensuite suivre comment elle évolue lors des interactions gravitationnelles diverses et variées.

Youx a dit…

Il est étonnant que la matière noire suive un autre chemin que les étoiles dans la simulation.
Elles sont pourtant toutes deux soumises à la même gravitation.
A-t-on donné à la matière noire d'autres contraintes que celles auxquelles doivent obéir les étoiles?

Dr Eric SIMON a dit…

une différence notable entre matière noire et matière ordinaire est la self-interaction. Les particules de matière noire n'interagissent pas entre elles (collisions). Ça change.