Le télescope spatial Hubble observe les conséquences de la collision d'une galaxie avec la Voie lactée !

Une histoire de survie se déroule aux confins de notre galaxie, et le télescope spatial Hubble de la NASA en est le témoin.

Ce concept art montre un gros plan du Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine qui est l'une des plus proches voisines de la Voie lactée. Crédits : NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI)
Ce concept art montre un gros plan du Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine qui est l'une des plus proches voisines de la Voie lactée. Crédits : NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI)

Le Grand Nuage de Magellan, également appelé LMC, est l'un des plus proches voisins de la Voie lactée. Cette galaxie naine s'élève au-dessus du ciel nocturne austral avec un diamètre apparent 20 fois supérieur à celui de la pleine lune.

Le Grand Nuage de Magellan et son approche de la Voie lactée

Comme le rapporte la NASA en Español, de nombreux chercheurs avancent l'hypothèse que la LMC n'est pas en orbite autour de notre galaxie, mais qu'elle ne fait que la traverser. Ces scientifiques pensent que la LMC vient de s'approcher au plus près de la Voie lactée, beaucoup plus massive. Ce survol a fait disparaître la majeure partie du halo sphérique de gaz qui entoure la LMC.

Aujourd'hui, pour la première fois, les astronomes ont pu mesurer la taille du halo de la LMC, ce qu'ils ne pouvaient faire qu'avec Hubble. Dans une nouvelle étude qui sera publiée dans The Astrophysical Journal Letters, les chercheurs ont été surpris de découvrir que le halo est extrêmement petit, d'une largeur d'environ 50 000 années-lumière. C'est environ 10 fois plus petit que les halos d'autres galaxies ayant la masse de la LMC. Sa compacité raconte l'histoire de sa rencontre avec la Voie lactée.

« La LMC est une survivante », a déclaré Andrew Fox de l'AURA/STScI pour l'Agence spatiale européenne à Baltimore, qui était le principal investigateur des observations. « Bien qu'elle ait perdu une grande partie de son gaz, il en reste suffisamment pour continuer à former de nouvelles étoiles. Par conséquent, de nouvelles régions de formation d'étoiles peuvent encore être créées. Une galaxie plus petite n'aurait pas duré - il n'y aurait plus de gaz, juste une collection d'étoiles rouges vieillissantes.

Ce dessin conceptuel montre le Grand Nuage de Magellan, ou la LMC, au premier plan, alors qu'il traverse le halo gazeux de la Voie lactée, beaucoup plus massive. La rencontre a éliminé la majeure partie du halo sphérique de gaz entourant la LMC, comme l'illustre le flux de gaz laissé dans son sillage, qui rappelle la queue d'une comète. Malgré cela, un halo compact subsiste et les scientifiques ne s'attendent pas à ce que ce halo résiduel soit perdu. L'équipe a examiné le halo en utilisant la lumière de fond de 28 quasars, un type de noyau galactique actif exceptionnellement brillant qui brille à travers l'univers comme un phare. Leur lumière permet aux scientifiques de « voir » le gaz du halo intermédiaire indirectement grâce à l'absorption de la lumière de fond. Les lignes représentent la vue du télescope spatial Hubble, depuis son orbite autour de la Terre, sur les quasars lointains à travers le gaz du Grand Nuage de Magellan. Crédits : NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI).
Ce dessin conceptuel montre le Grand Nuage de Magellan, ou la LMC, au premier plan, alors qu'il traverse le halo gazeux de la Voie lactée, beaucoup plus massive. La rencontre a éliminé la majeure partie du halo sphérique de gaz entourant la LMC, comme l'illustre le flux de gaz laissé dans son sillage, qui rappelle la queue d'une comète. Malgré cela, un halo compact subsiste et les scientifiques ne s'attendent pas à ce que ce halo résiduel soit perdu. L'équipe a examiné le halo en utilisant la lumière de fond de 28 quasars, un type de noyau galactique actif exceptionnellement brillant qui brille à travers l'univers comme un phare. Leur lumière permet aux scientifiques de « voir » le gaz du halo intermédiaire indirectement grâce à l'absorption de la lumière de fond. Les lignes représentent la vue du télescope spatial Hubble, depuis son orbite autour de la Terre, sur les quasars lointains à travers le gaz du Grand Nuage de Magellan. Crédits : NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI).

Bien que très décomposée, la LMC conserve encore un halo de gaz compact et court, qu'elle n'aurait pas pu conserver par gravitation si elle avait été moins massive. La masse de la LMC représente environ 10 % de celle de la Voie lactée, ce qui la rend plus lourde que la plupart des galaxies naines.

« En raison du halo gigantesque de la Voie Lactée elle-même, le gaz de la LMC est en train d'être tronqué ou éteint », a expliqué Sapna Mishra du STScI, auteure principale de l'article relatant cette découverte. « Mais même avec cette interaction catastrophique avec la Voie Lactée, la LMC est capable de retenir 10 % de son halo en raison de sa haute masse ».

La majeure partie du halo de la LMC s'est détachée en raison d'un phénomène appelé écrémage par pression dynamique. L'environnement dense de la Voie Lactée pousse la LMC qui s'approche et crée une traînée de gaz qui suit la galaxie naine, comme la queue d'une comète.

« J'aime penser à la Voie Lactée comme à un sèche-cheveux géant, et elle expulse le gaz de la LMC à mesure qu'elle se rapproche de nous », a dit Fox. « La Voie Lactée repousse avec tant de force que la pression dynamique a éliminé la majeure partie de la masse originale du halo de la LMC. Il n'en reste qu'un peu, et c'est ce petit reste compact que nous observons maintenant ».

À mesure que la pression dynamique pousse une grande partie du halo de la LMC, le gaz ralentit et finira par tomber sur la Voie Lactée. Mais comme la LMC vient de passer son point le plus proche de la Voie Lactée et s'éloigne à nouveau vers l'espace profond, les scientifiques ne s'attendent pas à ce que tout le halo soit perdu.

Pour réaliser cette étude, l'équipe de recherche a analysé des observations ultraviolettes de l'Archive Mikulski pour les Télescopes Spatiaux au STScI. La majeure partie de la lumière ultraviolette est bloquée par l'atmosphère terrestre, elle ne peut donc pas être observée avec des télescopes terrestres. Hubble est le seul télescope spatial actuel ajusté pour détecter ces longueurs d'onde de lumière, rendant cette étude possible uniquement avec Hubble.

L'équipe a examiné le halo en utilisant la lumière de fond de 28 quasars brillants. On pense que les quasars, le type de noyau galactique actif le plus brillant, sont alimentés par des trous noirs supermassifs. Brillant comme des phares, ils permettent aux scientifiques de "voir" le gaz du halo intermédiaire indirectement à travers l'absorption de la lumière de fond. Les quasars résident dans tout l'univers à des distances extrêmes de notre galaxie.

Ce concept artistique illustre la rencontre de la Grande Nébuleuse de Magellan (LMC) avec le halo gazeux de la Voie Lactée. Dans le panneau supérieur, au milieu du côté droit, la LMC commence à traverser le halo beaucoup plus massif de notre galaxie. L'arc de choc violet brillant représente le bord avant du halo de la LMC, qui se comprime à mesure que le halo de la Voie Lactée pousse contre la LMC qui s'approche. Dans le panneau central, une partie du halo se détache et s'étend pour devenir une queue de gaz qui finira par tomber sur la Voie Lactée. Le panneau inférieur montre la progression de cette interaction, à mesure que la queue de la LMC, semblable à celle d'une comète, devient plus définie. Un halo compact de la LMC subsiste. Étant donné que la LMC vient de passer son point le plus proche de la Voie Lactée et s'éloigne à nouveau vers l'espace profond, les scientifiques ne s'attendent pas à ce que le halo résiduel soit perdu. Crédits : NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI).
Ce concept artistique illustre la rencontre de la Grande Nébuleuse de Magellan (LMC) avec le halo gazeux de la Voie Lactée. Dans le panneau supérieur, au milieu du côté droit, la LMC commence à traverser le halo beaucoup plus massif de notre galaxie. L'arc de choc violet brillant représente le bord avant du halo de la LMC, qui se comprime à mesure que le halo de la Voie Lactée pousse contre la LMC qui s'approche. Dans le panneau central, une partie du halo se détache et s'étend pour devenir une queue de gaz qui finira par tomber sur la Voie Lactée. Le panneau inférieur montre la progression de cette interaction, à mesure que la queue de la LMC, semblable à celle d'une comète, devient plus définie. Un halo compact de la LMC subsiste. Étant donné que la LMC vient de passer son point le plus proche de la Voie Lactée et s'éloigne à nouveau vers l'espace profond, les scientifiques ne s'attendent pas à ce que le halo résiduel soit perdu. Crédits : NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI).

En raison de sa masse et de sa proximité avec la Voie Lactée, la LMC est un laboratoire astrophysique unique. Observer l'interaction de la LMC avec notre galaxie aide les scientifiques à comprendre ce qui s'est passé dans l'univers primitif, lorsque les galaxies étaient plus proches les unes des autres. Cela montre également à quel point le processus d'interaction galactique est désordonné et compliqué.

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