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    Les 7 métamorphoses des galaxies  
    David Fossé - Ciel & Espace, no 507 - 2012-08-01      
    Elles comptent souvent plusieurs centaines de milliards d'étoiles, peuvent être âgées de milliards d’années, mais elles ne sont pas immuables. Voici sept façons de transformer les galaxies, radicalement ou en douceur.  
    Dans le ciel, elles semblent figées. Depuis que les astronomes les observent dans leurs instruments, les galaxies n'ont pas changé d'un iota, pas bougé d'un pouce. Ces vastes ensembles d'étoiles nous paraissent immuables, éternels, mais c'est un leurre : les galaxies évoluent, parfois même de façon radicale ! Simplement, leur tempo n'est pas le nôtre. «Les transformations les plus rapides ont lieu lors de rencontres rapprochées. D'après nos simulations numériques, il faut seulement 100 millions d'années pour déformer une galaxie engagée dans une collision", explique Pierre-Alain Duc, du service d'astrophysique du CEA.  
    Un peu plus étendues dans le temps, les flambées de formation d'étoiles peuvent aussi changer la physionomie d'une galaxie. Par leur éclat d'abord, puis par les puissants vents stellaires qu'elles engendrent et qui peuvent modifier son équilibre chimique. La méthode douce qui consiste à alimenter une galaxie en gaz intergalactique se révèle également efficace avec le temps. Tout comme celle qui, à l'inverse, consiste à la déshabiller de son gaz moléculaire - ce que font très bien les amas de galaxies.  
    Pour autant, "même les galaxies isolées peuvent se transformer", précise Pierre-Alain Duc. Depuis une trentaine d'années, les astronomes soupçonnent ainsi les galaxies spirales barrées de pouvoir perdre leur barre, et inversement. Autre découverte récente : l'activité des trous noirs supermassifs au cœur des galaxies les ferait changer de couleur ! Voici, en sept images, quelques instantanés de la vie des galaxies.  
1.  

Rencontre fusionnelle

 
    Lorsque deux galaxies de même gabarit se rencontrent, c'est leur champ gravitationnel lui-même qui se déforme, donc toute leur structure : "la position des étoiles est chamboulée, mais aussi celle du gaz et de la matière noire !" précise l'astrophysicien Pierre-Alain Duc. Des ponts ou des extensions de matière se forment. Les galaxies deviennent méconnaissables. Mais pour efficaces et spectaculaires qu'elles soient, les fusions restent rares dans l'Univers proche.  
   

NGC 2623

 
2.  

Flambée d'étoiles

 
    Certaines galaxies fabriquent des étoiles avec frénésie. Quand ces flambées stellaires durent quelques centaines de millions d'années, elles finissent par affecter la structure et la dynamique de leur hôte. Les naissances d'étoiles sont favorisées par les collisions entre galaxies, mais pas seulement. "Les galaxies très riches en gaz, même isolées, en engendrent aussi", souligne Pierre-Alain Duc. Dans l'Univers actuel, ces flambées isolées ne concernent plus que des galaxies naines.  
   

NGC 1569

 
3.  

Digestion de satellites

 
    Si les collisions majeures sont rares, celles qui mettent en scène une petite galaxie avec une autre au moins dix fois plus massive sont incessantes. Dans ces cas-là, le poids plume est totalement détruit. La grande galaxie, elle, grossit encore un peu. Et se pare parfois d’étonnantes coquilles stellaires qui trahissent son festin, comme pour NGC 474. Ces structures, très ténues, ne se révèlent toutefois qu’après de longs temps de pose au télescope.  
   

NGC 474

 
   

La collision entre deux galaxies se règle le plus souvent par le démembrement de la plus petite

 
4.  

Effeuillage en groupe

 
    Lorsqu'elle plonge dans un amas de galaxies, une galaxie peut se retrouver déshabillée de tout son gaz moléculaire froid. En cause ? "La pression du gaz intergalactique, très chaud, qui s'exerce sur elle", répond Pierre-Alain Duc. Cet effeuillage n'a pas de conséquence immédiate sur la morphologie de la galaxie, mais il l'empêche de former de nouvelles étoiles. Privée de jeunes étoiles bleues, elle rougit à mesure que la proportion des vieilles étoiles augmente. "Et à terme, son disque s'épaissit", précise l'astrophysicien.  
   
 
   

Privée de son gaz froid, la galaxie devient stérile, puis rougit à mesure que sa proportion de vieilles étoiles s'accroît

 
5.  

Gauchissement spontané

 
    Les galaxies spirales sont souvent voilées - comme ici ESO510-G13, dans la constellation de l'Hydre. Plusieurs modèles s'affrontent pour expliquer ces gauchissements. Pour certains, ils sont le signe de collisions passées (parfois encore visibles). Pour d'autres, ils résultent d'un mécanisme plus doux : l'absorption de gaz intergalactique. Les deux phénomènes coexistent peut-être. En tout cas, ES0510-G13 est une galaxie isolée qui ne montre aucun signe de collision.  
   

ESO510-G13

 
6.  

Coup de barre

 
    À seulement 10 millions d'années-lumière de distance, NGC 7479 est un bel exemple de galaxie spirale barrée. Jusqu'au début des années 1980, les astronomes pensaient que la forme des galaxies était acquise à la naissance et ne pouvait plus varier qu'au gré de rares rencontres. C'est faux : leur dynamique propre leur permet de créer ou de détruire des barres plusieurs fois au cours de leur vie. Qui sait à quoi ressemblera NGC 7479 dans 5 milliards d'années ?  
   

 
7.  

Allumage d'un trou noir

 
    Les trous noirs de plusieurs millions à plusieurs milliards de masses solaires qui occupent le cœur des galaxies peuvent-ils influencer leur forme ? "Non, car leur influence gravitationnelle reste tout de même faible", répond Pierre-Alain Duc. Quand ils sont actifs, en revanche, ils créent des jets qui balayent le gaz alentour et peuvent ainsi stopper la formation stellaire. En théorie, "car nous n'avons jamais observé cet effet !", ils accélèrent ainsi le rougissement de leur hôte.  
   

 
       
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