mardi 17 mars 2020

Quand deux galaxies naines fusionnent...


Que ce passe-t-il lorsque deux galaxies naines entrent en collision ? Des nouvelles observations d'une galaxie très particulière, nommée VCC 848 viennent de donner une réponse. Une étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters.



Lorsque deux galaxies fusionnent, la "collision" a de grosses conséquences. En fait, il n'y a pas réellement de collision entre les étoiles, celles-ci étant suffisamment distantes entre elles pour que la rencontre des galaxies ressemble plus à une interpénétration. Mais il en est tout autrement pour le gaz, qui, lui, va bien subir un choc collisionnel lorsque les deux galaxies entrent en contact l'une avec l'autre. Et généralement, ce type de phénomène produit inéluctablement une grande quantité de graines de condensation du gaz qui produit une flambée de formation d'étoiles. On connaît de magnifiques exemples de collisions de grosses galaxies comme les célèbres galaxies des Antennes, deux galaxies spirales en pleine fusion qui produisent aujourd'hui une flambée de formation d'étoiles.
L'interaction gravitationnelle des galaxies durant un événement de fusion produit une sorte d'oscillation associée à de puissantes ondes de choc dans leurs réservoirs de gaz, qui seront à l'origine de millions de nouvelles étoiles. Les noyaux de galaxies et les trous noirs qu'ils abritent vont également s'"allumer" via le gaz fortement échauffé qui spirale alors autour des trous noirs. On comprend aujourd'hui assez bien se qui passe pour deux grosses galaxies qui se rencontrent mais c'est beaucoup moins vrai dans le cas de deux galaxies naines. 
Et pourtant, les galaxies naines sont les galaxies les plus abondantes dans l'Univers. Mais en même temps, ces galaxies sont très petites et peu lumineuses, ce qui rend leur étude assez difficile.

VCC 848 est ce que les astrophysiciens appellent une galaxie naine bleue compacte : une galaxie naine en train de former de nombreuses étoiles, d'où sa couleur bleue. Elle est située à 65 millions d'années-lumière, dans la périphérie de l'amas de Virgo. Hong-Xin Zhang (Université de Science et Technologie de Chine) et ses collaborateurs montrent dans leur étude que VCC 848 arbore trois structures d'étoiles en forme de coquilles qui entourent le corps central plus brillant. 
De telles structures en couches avaient été observées auparavant uniquement dans des grandes galaxies. Elles sont la signature évident d'une fusion récente car elles se forment quand la collision galactique produit des ondes de densité destructrices des formes galactiques originelles. 
Zhang et ses collaborateurs ont utilisé le télescope CFH (Canada-France-Hawai) et son instrument MEGACAM pour analyser le spectre des étoiles de VCC 848 et comprendre leur histoire. En mesurant le taux moyen de formation d'amas d'étoiles par milliards d'années pour différents intervalles de temps, les chercheurs chinois et coréens trouvent que la formation stellaire était significativement plus active au cours du dernier milliard d'années (entre 7 et 10 fois plus que la normale pour une galaxie de ce type). Les chercheurs peuvent même déterminer que les deux galaxies naines qui ont fusionné avaient environ la même masse. La forte augmentation de la formation d'étoiles a été maximale au niveau du centre de la galaxie résultante il y a quelques centaines de millions d'années puis n'a cessé de décroître depuis. Aujourd'hui l'essentiel des nouvelles étoiles apparaissent dans la périphérie de VCC 848. 

Hong-Xin Zhang et ses collaborateurs précisent que VCC 848 est le premier spécimen de galaxie naine bleue compacte qu'ils ont caractérisée parmi quelques autres trouvées au cours de leur relevé galactique. Les fusions de galaxies naines commencent donc à se rendre visibles, même si elles sont moins spectaculaires que celles des grandes galaxies spirales.


Source

The Blue Compact Dwarf Galaxy VCC 848 Formed by Dwarf–Dwarf Merging
Hong-Xin Zhang et al.
The Astrophysical Journal Letters 891 (4 march 2020)


Illustrations

1) La galaxie naine VCC 848 ( Zhang et al.)

2) Visualisation des structures caractéristiques signant une fusion passée ( Zhang et al.)

1 commentaire :

Youx a dit…

Bonjour Eric,
Je n'imagine pas trop ce qui se passe quand deux masses de gaz se percutent.
Je suppose que c'est de l'hydrogène.
Mais est-ce que ce sont des gaz collisionnels? Est-ce qu'ils le deviennent une fois que les deux masses s'interpénètrent?
Le rapport entre la grandeur d'une particule et l'espace qu'il y a entre deux particules ne doit pas être beaucoup plus grand que le rapport entre une étoile et l'espace qu'il y a entre deux étoiles...