samedi 24 mars 2018

Un Nuage de Magellan dépouille l'autre pour nourrir la Voie Lactée


Le Leading Arm est un grand nuage de gaz situé autour de notre galaxie, animé d'un mouvement semblable à celui du Grand Nuage et du Petit Nuage de Magellan. Mais de laquelle des deux galaxies satellites ce gaz vient-il ? La réponse vient d'être trouvée grâce à une analyse chimique de son contenu.




Le Leading Arm fait environ la moitié de la taille de la Voie Lactée. On estime qu'il est âgé de 1 ou 2 milliards d'années. A première vue, le gaz semble provenir du Grand Nuage de Magellan (LMC). Andrew Fox (Space Telescope Science Institute, Baltimore) et son équipe, pour en être sûrs, se sont investis dans l'analyse chimique de ses constituants. Fox et ses collègues avaient déjà effectué un travail similaire en 2013 sur une autre trainée de gaz qui se trouve dans le sillage des deux galaxies naines et qui est appelée le Courant Magellanique. Ils avaient alors montré que ce dernier provenait des deux galaxies.

Une grosse différence existant entre le Courant Magellanique et le Leading Arm, est que ce bras de gaz déchiqueté a déjà atteint la Voie Lactée est arrive maintenant au niveau du disque galactique. Il est en train d'être accrété par notre galaxie. Ce type de spectacle est d'ailleurs très rarement vu dans d'autres galaxies du fait de leur trop faible émissivité. Ici, Fox et ses collaborateurs ont exploité une technique unique avec les capacités spectroscopiques du télescope Hubble dans l'UV. Ils ont observé 7 quasars très lointains (plusieurs milliards d'années-lumière), qui sont vus à travers le gaz de Leading Arm. En observant des raies d'absorption spécifiques qui correspondent à des éléments chimiques particuliers, les chercheurs parviennent à déterminer la composition du gaz.
Andrew Fox et ses collègues, dans leur étude qui est publiée dans The Astrophysical Journal, se sont focalisés sur des raies d'absorption de l'oxygène et du soufre, qui se trouvent être de bons traceurs d'éléments plus lourds dans les nuages de gaz. Ils ont ensuite comparé les résultats obtenus avec des mesure de l'hydrogène obtenues par l'observation en ondes radio obtenues avec le Green Bank Telescope et d'autres radiotélescopes. 
Après avoir analysé dans les moindres détails la composition chimique relative du Leading Arm, comparée à celle de chacun des deux nuages de Magellan, Fox et son équipe arrivent à la conclusion que le gaz du Leading Arm ne vient pas du Grand Nuage de Magellan, mais du Petit Nuage. Ce résultat indique que le LMC a interagi si fortement avec le SMC qu'il l'a dépouillé d'une grande quantité de son gaz, qui est maintenant en train d'être dévoré par la Voie Lactée. 
Il faut rappeler que cette étude a été rendue possible par la capacité unique du télescope Hubble et son spectrographe COS (Cosmic Origins Spectrograph) observant dans le domaine ultraviolet, qui se trouve complètement filtré par l'atmosphère terrestre. Aucun autre instrument ne peut observer les raies de l'oxygène et du soufre qui ont été exploitées dans cette étude.

Le Leading Arm est en train d'être fragmenté et absorbé par la Voie Lactée. C'est un bon exemple de ce qui se passe quand des grosses galaxies récupèrent du gaz extérieur pour finalement l'utiliser comme matière première pour la formation de nouvelles étoiles. Fox et ses collaborateurs vont maintenant continuer à observer le Leading Arm pour déterminer un paramètre encore mal connu le concernant : sa taille exacte.  


Source

Chemical Abundances in the Leading Arm of the Magellanic Stream
Andrew J. Fox, Kathleen A. Barger, Bart P. Wakker, Philipp Richter, Jacqueline Antwi-Danso, Dana I. Casetti-Dinescu, J. Christopher Howk, Nicolas Lehner, Elena D'Onghia, Paul A. Crowther, and Felix J. Lockman
The Astrophysical Journal, Volume 854, Number 2 (21 fevrier 2018)

Illustration

Visualisation du nuage de gaz du Leading Arm (Nidever et al/NRAO/AUI/NSF/Mellinger/Leiden-Argentine-Bonn/LABSurvey/ParkesObs/Westerbork Obs/Arecibo Obs/Feild/STScI/NASA/ESA/A. Fox/STScI)