12 mars 2015
 

De nouvelles galaxies naines découvertes en orbite autour de la Voie Lactée
 
Une équipe d'astronomes de l'Université de Cambridge a identifié neuf nouvelles galaxies naines en orbite autour de la Voie Lactée, le plus grand nombre jamais découvert à la fois. Une découverte issue du programme de recherche Dark Energy qui pourrait contribuer à percer les secrets de la matière noire qui donne leur cohésion aux galaxies.

Il s'agit aussi de la première découverte de ce type d'objets en une décennie, après plusieurs dizaines d'autres en 2005 et 2006 dans le ciel de l'hémisphère nord. Les nouveaux satellites ont été mises en évidence dans l'hémisphère sud à proximité des Grand et Petit Nuages de Magellan, les plus grandes et aussi les plus connues des galaxies naines en orbite autour de notre Voie Lactée.

Les objets nouvellement découverts sont un milliard de fois moins lumineux que l'ensemble de la Voie Lactée, et un million de fois moins massifs. Le plus proche se situe à environ 95.000 années-lumière, tandis que le plus éloigné est observé à plus d'un million d'années-lumière de distance.

Selon l'équipe de Cambridge, trois des objets découverts sont galaxies naines caractérisées, tandis que d'autres pourraient se définir soit comme galaxies naines soit comme amas globulaires, la seule différence entre ces deux catégories d'objets étant essentiellement que la cohésion de la seconde ne dépend pas de la présence de matière noire, contrairement à la première.

"La découverte de tant de satellites galactiques dans un si petit espace du ciel était complètement inattendue," a déclaré le Dr Sergey Koposov de l'Institut d'astronomie de Cambridge, principal auteur de l'étude. "Je ne pouvais pas en croire mes yeux".

 
 

 
Les Nuages de Magellan et les télescopes auxiliaires à l'Observatoire Paranal dans le désert d'Atacama au Chili sont représentés sur cette image. Seulement six des neuf satellites nouvellement découverts sont présents, les trois autres se situant juste en dehors du champ de vision. Les encarts montrent des images des trois objets les plus visibles (Eridanus 1, Horologium 1 et Pictoris 1) et s'étendent sur 13x13 minutes d'arc dans le ciel (ou 3000x3000 pixels Decam). Crédit : V. Belokurov, S. Koposov (IOA, Cambridge). Photo: Y. Beletsky (Carnegie Observatories)
 
Des objets à la fois discrets et abondants

Les galaxies naines sont des représentations à moindre échelle de leurs grandes sœurs, les plus petites d'entre elles renfermant environ 5.000 étoiles. Notre Voie Lactée, en revanche, en comporte plusieurs centaines de milliards dont le Soleil n'en figure qu'une représentante très moyenne. Les modèles cosmologiques standards de l'univers prédisent l'existence de centaines de galaxies naines en orbite autour de la Voie Lactée, mais leur faible luminosité et leur petite taille les rend incroyablement difficiles à trouver, même dans notre propre environnement.

Comme elles comportent jusqu'à 99% de matière noire pour seulement 1% de matière observable, les galaxies naines représentent un sujet d'études idéal pour tester si les modèles actuels portant sur cette recherche sont corrects. La matière noire (dark matter), en effet, est rigoureusement invisible et ne trahit sa présence que par l'effet de sa force gravitationnelle sur son environnement. "La matière noire contenue à la fois dans notre propre galaxie et dans les galaxies satellites fournit un résultat significatif à la fois pour l'Astronomie et la Physique", a déclaré Alex Drlica-Wagner de Fermilab, un des leaders du programme de recherches "Dark Energy Survey analysis".

"Les satellites de notre galaxie sont réellement la 'dernière frontière' pour tester nos théories sur la matière noire", déclare avec enthousiasme le Dr Vasily Belokurov de l'Institut d'astronomie, un des co-auteurs de l'étude. "Nous devons les découvrir afin de déterminer si notre image cosmologique est logique. Trouver un aussi grand groupe de satellites à proximité des Nuages de Magellan est réellement surprenant, d'autant que les recherches antérieures sur le ciel austral en avaient jusqu'ici trouvé très peu. Nous ne nous attendions pas à tomber sur tel trésor".

Le plus proche de ces "trésors" se trouve à 97.000 années-lumière, à mi-chemin des Nuages de Magellan, et est situé dans la constellation du Réticulum ou le Réticule. Mais il finira par disparaître, disloqué par les forces de marée induites par la puissante force d'attraction de la Voie lactée.

Le plus lointain et le plus lumineux de ces objets est situé à 1,2 millions d'années-lumière dans la constellation de l'Eridan, ou la Rivière. Actuellement positionné sur les franges de la Voie Lactée, il est sur le point d'être absorbé dans notre propre galaxie où il finira par se dissoudre. Selon l'équipe de Cambridge, il semble lui-même posséder un petit amas globulaire d'étoiles, ce qui en ferait la plus petite galaxie possédant son propre satellite.

"Ces résultats sont vraiment très curieux", a déclaré Wyn Evans, également de l'Institut d'astronomie et co-auteur. "Peut-être qu'ils s'agit d'anciennes galaxies satellites en orbite autour des Nuages de Magellan, expulsés suite à l'interaction des forces de gravitation. Ou peut-être faisaient-ils partie d'un groupe gigantesque de galaxies naines qui, avec les Nuages de Magellan, sont en baisse dans l'environnement de notre galaxie, la Voie lactée".

Le Dark Energy Survey est un projet auquel participent plus de 120 scientifiques et 23 institutions internationales, dont les États-Unis, le Brésil, l’Allemagne et le Royaume-Uni. Son outil principal est une caméra de 570 mégapixels, la plus puissante au monde, la DECam, capable de voir des galaxies jusqu'à huit milliards d'années-lumière de la Terre. Construite et testée au Fermilab, elle équipe maintenant le télescope de quatre mètres de l’observatoire de Cerro Tololo Inter-American au Chili. Son objectif comporte cinq lentilles de formes complexes, dont la plus grande, de 980 mm de diamètre et 172 kg, a été conçue et taillée à l'University College London (UCL) et financée par l'UK Science and Technology Facilities Council (STFC).

Le résultat de cette étude, financée par le Conseil européen de la recherche, sera publié dans The Astrophysical Journal.

Sources principales :

Welcome to the neighbourhood: new dwarf galaxies discovered in orbit around the Milky Way (Université de Cambridge).
Scientists find rare dwarf satellite galaxy candidates in Dark Energy Survey data (Fermilab)

 
 

 
Vérification de la lentille de 98 centimètres de la DEcam à l'University College London. Source:  Thales-Seso.
 
 
 

 
 Le télescope de quatre mètres de l’observatoire de Cerro Tololo Inter-American au Chili.
 

 
 
 
 

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