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Publié le 26 oct. 2018
Ces nuages d'étoiles appelés le petit nuage magellanique et le grand nuage magellanique, ou SMC et LMC, sont des galaxies satellites de la voie lactée. Les astronomes de l’Université du Michigan ont découvert que la région sud-est, ou «aile», du petit nuage magellanique s’éloignait du corps principal de cette galaxie naine et fournissait les premières informations sans ambiguïté. preuve que les petits et grands nuages de Magellan sont récemment entrés en collision.
«C’est vraiment un de nos résultats passionnants», a déclaré Sally Oey, professeure d’astronomie à l’Université U-M, auteure principale de l’étude. "Vous pouvez réellement voir que l'aile est sa propre région distincte qui s'éloigne du reste du SMC."
Cette image montre un aperçu de l'ensemble du petit nuage magellanique et a été composée à partir de deux images tirées du Digitized Sky Survey 2, qui numérisaient des levés photographiques du ciel nocturne. Davide De Martin (ESA / Hubble)
Si vous vous tenez dans l'hémisphère sud par une nuit claire, vous pouvez voir deux nuages lumineux décalés de la voie lactée.
En collaboration avec une équipe internationale, Oey et le chercheur de premier cycle Johnny Dorigo Jones examinaient le SMC à la recherche d'étoiles «fugueuses» ou éjectées de grappes au sein du SMC. Pour observer cette galaxie, ils utilisaient une récente publication de données de Gaia, un nouveau télescope en orbite lancé par l'Agence spatiale européenne.
Gaia est conçu pour reproduire l'image des étoiles encore et encore pendant plusieurs années afin de tracer leur mouvement en temps réel. De cette façon, les scientifiques peuvent mesurer le mouvement des étoiles dans le ciel.
«Nous nous sommes penchés sur de jeunes étoiles très massives et très chaudes – les étoiles les plus chaudes et les plus lumineuses, qui sont plutôt rares», a déclaré Oey. "La beauté des petits nuages magellaniques et des grands nuages magellaniques réside dans le fait qu’elles sont leurs propres galaxies. Nous examinons donc toutes les étoiles massives d’une seule galaxie."
Les flèches ci-dessous indiquent la vitesse relative et les directions du mouvement dans le plan du ciel pour les 315 étoiles ciblées dans le petit nuage de Magellan. Les couleurs rouge et bleu indiquent la vitesse relative dans la ligne de mire, le rouge et le bleu correspondant au mouvement s'éloignant respectivement de la Terre. À la gauche de la ligne pointillée se trouve la région «Wing» (ailes), montrant un mouvement massif s'éloignant du reste de la galaxie. Dans cette image, le nord est en haut et l’est à gauche.
L'examen des étoiles dans une seule galaxie aide les astronomes de deux manières: premièrement, il fournit un échantillon statistiquement complet d'étoiles dans une galaxie parentale. Deuxièmement, cela donne aux astronomes une distance uniforme par rapport à toutes les étoiles, ce qui les aide à mesurer leurs vitesses individuelles.
«C’est vraiment intéressant que Gaia ait obtenu les mouvements appropriés de ces étoiles. Ces motions contiennent tout ce que nous examinons », a déclaré Dorigo Jones. «Par exemple, si nous observons quelqu'un en train de marcher dans la cabine d'un avion en vol, le mouvement que nous voyons contient celui de l'avion, ainsi que le mouvement beaucoup plus lent de la personne qui marche.
«Nous avons donc supprimé le mouvement en masse de l’ensemble du SMC afin d’en apprendre davantage sur la vitesse de chaque étoile. La vitesse des étoiles individuelles nous intéresse, car nous essayons de comprendre les processus physiques se déroulant dans le nuage. "
Oey et Dorigo Jones étudient les étoiles en fuite pour déterminer comment elles ont été éjectées de ces grappes. Dans un mécanisme, appelé scénario de la supernova binaire, une étoile dans une liaison gravitationnelle, la paire binaire explose comme une supernova, éjectant l’autre étoile comme une fronde. Ce mécanisme produit des étoiles binaires émettant des rayons X.
Un autre mécanisme est qu'un groupe d'étoiles gravitationnellement instables éjecte finalement une ou deux étoiles du groupe. C'est ce qu'on appelle le scénario d'éjection dynamique, qui produit des étoiles binaires normales. Les chercheurs ont trouvé un nombre important d'étoiles en fuite parmi les binaires à rayons X et les binaires normaux, ce qui indique que les deux mécanismes sont importants pour éjecter les étoiles des grappes.
En examinant ces données, l'équipe a également observé que toutes les étoiles de l'escadre – cette partie sud-est du SMC – se dirigeaient dans la même direction et à la même vitesse. Cela montre que le SMC et le LMC ont probablement eu une collision il y a quelques centaines de millions d'années.
Gurtina Besla, collaboratrice à l'étude, astronome à l'Université de l'Arizona, a modélisé la collision entre le SMC et le LMC. Elle et son équipe ont prédit il y a quelques années qu'une collision directe ferait déplacer la région de l'escadre SMC vers le LMC, alors que si les deux galaxies se croisaient simplement, les étoiles de l'aile se déplaceraient dans une direction perpendiculaire. Au lieu de cela, l'aile s'éloigne du SMC, vers le LMC, a déclaré Oey, confirmant qu'une collision directe s'était produite.
"Nous voulons autant d'informations que possible sur ces étoiles afin de mieux limiter ces mécanismes d'éjection", a déclaré Dorigo Jones. «Tout le monde aime s’émerveiller devant des images de galaxies et de nébuleuses incroyablement éloignées. Le SMC est si proche de nous, cependant, que nous pouvons voir sa beauté dans le ciel nocturne à l'œil nu. Ce fait, ainsi que les données de Gaia, nous permettent d’analyser les mouvements complexes des étoiles au sein du SMC et même de déterminer les facteurs de son évolution. "
Le Daily Galaxy via l'Université du Michigan
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