Les astronomes U-M confirment la collision entre deux galaxies satellites de la Voie Lactée

Si vous vous tenez dans l'hémisphère sud par une nuit claire, vous pouvez voir deux nuages ​​lumineux décalés de la voie lactée.

Ces nuages ​​d'étoiles sont des galaxies satellites de la Voie lactée, appelées le petit nuage magellanique et le grand nuage magellanique, ou SMC et LMC.

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 claires preuve que les petits et grands nuages ​​de Magellan sont récemment entrés en collision.

"C'est vraiment l'un de nos résultats passionnants", a déclaré Sally Oey, professeure d'astronomie à U-M, auteure principale de l'étude. "Vous pouvez réellement voir que l'aile est sa propre région séparée qui s'éloigne du reste du SMC."

Leurs résultats sont publiés dans The Astrophysical Journal Letters.

Ensemble avec une équipe internationale, Oey et le chercheur de premier cycle Johnny Dorigo Jones examinaient le SMC à la recherche d'étoiles "fugitives", ou d'étoiles 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 très jeunes étoiles très massives, les étoiles les plus chaudes et les plus lumineuses, qui sont assez rares", a déclaré Oey. "La beauté du petit nuage magellanique et du grand nuage magellanique réside dans le fait qu'ils sont leurs propres galaxies. Nous examinons donc toutes les étoiles massives d'une seule galaxie."

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 mouvements contiennent tout ce que nous regardons", 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 global de l'ensemble du SMC afin d'en savoir plus sur les vitesses des étoiles individuelles. Nous nous intéressons à la vitesse des étoiles individuelles 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'aile – 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 contraindre 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 notre œil nu. Ce fait, ainsi que les données de Gaia, nous permet d’analyser les mouvements complexes des étoiles au sein du SMC et même de déterminer les facteurs de son évolution. "

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