Le satellite Gaia de l'ESA a examiné au-delà de notre galaxie et a exploré deux galaxies proches pour révéler leurs mouvements stellaires et leur interaction avec la Voie lactée et leur collision avec des résultats surprenants.
Notre Voie Lactée appartient à un grand rassemblement de galaxies connu sous le nom de groupe local et constitue, avec les galaxies d' Andromède et de Triangulum , également désignées respectivement M31 et M33, la majeure partie de la masse du groupe.
Les astronomes soupçonnent depuis longtemps qu’Andromède se heurtera un jour à la Voie Lactée, transformant complètement notre quartier cosmique. Cependant, les mouvements tridimensionnels des galaxies du groupe local sont demeurés peu clairs, brossant un tableau incertain de l'avenir de la Voie lactée.
Gaia deuxième publication de données
«Nous devions explorer les mouvements des galaxies en 3D pour découvrir leur croissance et leur évolution, ainsi que les facteurs qui créent et influent sur leurs caractéristiques et leur comportement», explique Roeland van der Marel, auteur principal du Space Telescope Science Institute de Baltimore, aux États-Unis.
"Nous avons pu le faire en utilisant le deuxième ensemble de données de haute qualité publiées par Gaia."
Gaia construit actuellement la carte 3D la plus précise des étoiles de l’univers voisin et publie ses données par étapes. Les données de la deuxième publication , réalisée en avril 2018, ont été utilisées dans cette recherche.
Des études antérieures du groupe local ont combiné les observations de télescopes, notamment le télescope spatial Hubble de la NASA / ESA et du tableau à très longue base au sol permettant de comprendre comment les orbites d'Andromeda et de Triangulum ont changé au fil du temps. Les deux galaxies spirales en forme de disque sont situées entre 2,5 et 3 millions d'années-lumière de nous et sont suffisamment proches les unes des autres pour pouvoir interagir.
Deux possibilités sont apparues: soit Triangulum est sur une orbite incroyablement longue de six milliards d'années autour d'Andromeda, mais il y est déjà tombé dans le passé, soit il en est actuellement à ses tout débuts. Chaque scénario reflète une trajectoire orbitale différente, et donc une histoire de formation et un avenir différents pour chaque galaxie.
Hubble vue du Triangulum
Alors que Hubble a obtenu la vue la plus nette jamais vue à la fois sur Andromède et Triangulum , Gaia mesure la position et le mouvement individuels de bon nombre de leurs étoiles avec une précision sans précédent.
«Nous avons analysé les données Gaia pour identifier des milliers d'étoiles individuelles dans les deux galaxies et avons étudié le mouvement de ces étoiles dans leurs foyers galactiques», ajoute le co-auteur Mark Fardal, également de l'Institut des sciences du télescope spatial.
"Alors que Gaia cherche avant tout à étudier la Voie Lactée, il est suffisamment puissant pour repérer les étoiles particulièrement massives et brillantes dans les régions voisines qui la forment - même dans les galaxies autres que la notre."
Les mouvements stellaires mesurés par Gaia révèlent non seulement comment chacune des galaxies se déplace dans l'espace, mais aussi comment chacune tourne autour de son propre axe de rotation.
Il y a un siècle, lorsque les astronomes essayaient pour la première fois de comprendre la nature des galaxies, ces mesures de spin étaient très recherchées, mais ne pouvaient être complétées avec les télescopes disponibles à l'époque.
Mouvements stellaires à Andromède
«Il a fallu un observatoire aussi avancé que Gaia pour le faire enfin», explique Roeland.
«Pour la première fois, nous avons mesuré la rotation du M31 et du M33 dans le ciel. Les astronomes avaient l'habitude de voir les galaxies comme des mondes en grappes qui ne pourraient pas être deux «îles» distinctes, mais nous savons maintenant le contraire.
«Il a fallu 100 ans et Gaia pour enfin mesurer le taux de rotation réel et minuscule de notre grand voisin galactique le plus proche, M31. Cela nous aidera à mieux comprendre la nature des galaxies. "
En combinant les observations existantes avec les nouvelles données de Gaia, les chercheurs ont déterminé la manière dont Andromeda et Triangulum se déplacent dans le ciel et ont calculé la trajectoire orbitale de chaque galaxie, à la fois en amont et en aval, pendant des milliards d'années.
«Les vitesses que nous avons trouvées montrent que M33 ne peut pas être sur une longue orbite autour de M31», explique Ekta Patel, co-auteur de l'Université de l'Arizona, aux États-Unis. "Nos modèles impliquent à l'unanimité que M33 doit être au premier plan dans M31."
Bien que la Voie lactée et Andromède soient encore voués à se heurter et à se fusionner , le moment et l’activité destructive de l’interaction risquent également de différer de ce qui était prévu .
Comme la motion d'Andromède diffère quelque peu des estimations précédentes, la galaxie donnera probablement un coup plus dur à la Voie Lactée qu'une collision frontale. Cela se fera non pas dans 3,9 milliards d'années, mais dans 4,5 milliards, soit quelque 600 millions d'années plus tard que prévu.
Hubble vue d'Andromède
«Cette découverte est cruciale pour notre compréhension de la façon dont les galaxies évoluent et interagissent», déclare Timo Prusti, scientifique du projet Gaia de l'ESA.
«Nous voyons des caractéristiques inhabituelles dans les M31 et M33, telles que des jets déformés et des queues de gaz et d'étoiles. Si les galaxies ne se sont pas encore réunies auparavant, elles ne pourraient pas avoir été créées par les forces ressenties lors de la fusion. Ils se sont peut-être formés par le biais d'interactions avec d'autres galaxies ou par la dynamique des gaz au sein même des galaxies.
«Gaia a été conçu principalement pour cartographier les étoiles de la Voie lactée - mais cette nouvelle étude montre que le satellite dépasse les attentes et peut fournir des informations uniques sur la structure et la dynamique des galaxies qui vont au-delà du nôtre. Plus Gaia observera longtemps les mouvements minuscules de ces galaxies dans le ciel, plus nos mesures deviendront précises. "
Notes aux rédacteurs
http://www.esa.int/.../Gaia_clocks_new_speeds_for_Milky...« Première dynamique Gaia du système d'Andromède: DR2 mouvements, orbites et rotations corrects de M31 et M33 » par RP van der Marel et al. est publié dans Astrophysical Journal .
Le satellite Gaia de l'ESA a été lancé en 2013 pour créer la carte tridimensionnelle la plus précise possible d'un milliard d'étoiles de la Voie lactée. Jusqu'à présent, la mission a publié deux séries de données: Gaia Data Release 1, le 14 septembre 2016, et Gaia Data Release 2, le 25 avril 2018 (ce dernier ayant été utilisé dans la présente étude). D'autres publications suivront dans les années à venir.
Pour plus d'information veuillez contacter:
Institut scientifique des sciences du télescope spatial Roeland P. van der Marel
Baltimore, États-Unis
Email:
marel@stsci.eduInstitut scientifique des sciences du télescope spatial Mark Fardal
Baltimore, États-Unis
Courriel:
fardal@stsci.eduEkta Patel
Steward Observatory
Université de l'Arizona, États-Unis.
Email:
ektapatel@email.arizona.edu.
Timo Prusti Responsable
scientifique du projet Gaia de l'ESA
Courriel:
tprusti@cosmos.esa.intMarkus Bauer
Chargé de communication du programme scientifique de l'ESA
Tél.: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email:
markus.bauer@esa.intSENTIMENTS DU
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