Une spirale géante de poussière de gaz et d'étoiles, Messier 101 s'étend sur 170 000 années-lumière et contient plus d'un billion d'étoiles. Crédit: NASA / ESA Hubble
Gracieuses dans leurs tournures, les galaxies spirales auraient atteint leur état actuel il y a des milliards d'années. Une étude de centaines de galaxies, cependant, bouleverse cette notion révélant que les galaxies spirales, comme la galaxie d'Andromède et notre propre voie lactée, ont continué de changer.
«Les astronomes pensaient que les galaxies à disques dans l'univers proche s'étaient installées dans leur forme actuelle il y a environ 8 milliards d'années, avec peu de développement supplémentaire depuis», a déclaré Susan Kassin, astronome au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, et l'étude. chercheur principal dans un communiqué de presse. "La tendance que nous avons observée montre plutôt le contraire, à savoir que les galaxies évoluaient régulièrement au cours de cette période."
Une étude de 544 galaxies formatrices d'étoiles observées par le télescope spatial Keck et Hubble basé sur la Terre montre que les galaxies à disques comme notre galaxie de la Voie lactée ont atteint leur état actuel de manière inattendue longtemps après la fin de la majeure partie de la formation des étoiles de l'univers. Crédit: Goddard Space Flight Center de la NASA
Les astronomes ont utilisé le double W.M. L'observatoire de Keck au sommet du volcan Mauna Kea d'Hawaï et du télescope spatial Hubble de la NASA pour étudier 544 galaxies formant des étoiles. Plus loin dans le temps, les galaxies ont tendance à être très différentes, disent les astronomes, avec des mouvements aléatoires et désorganisés. Plus proches du présent, les galaxies en formation d'étoiles ressemblent à des systèmes en forme de disque bien ordonnés. La rotation dans ces galaxies l'emporte sur d'autres mouvements internes aléatoires. Ces galaxies s'installent progressivement dans des disques bien élevés, les galaxies les plus massives montrant toujours une organisation plus élevée.
Ce graphique montre les fractions de galaxies à disques sédentarisées sur quatre périodes, chacune d'environ 3 milliards d'années. Il y a un changement constant vers des pourcentages plus élevés de galaxies sédentaires plus proches de l'heure actuelle. A tout moment, les galaxies les plus massives sont les plus peuplées. Les galaxies plus éloignées et moins massives présentent en moyenne des mouvements internes plus désorganisés, le gaz se déplaçant dans plusieurs directions et des vitesses de rotation plus lentes. Crédit: Goddard Space Flight Center de la NASA
L'échantillonnage des galaxies étudiées, à partir du sondage Redshift Deep Extragalactic Evolutionary Probe 2 (DEEP2), variait entre 2 milliards et 8 milliards d'années-lumière de la Terre avec des masses comprises entre 0,3 et 100 pour cent de notre propre galaxie de la Voie lactée. Les chercheurs ont examiné toutes les galaxies dans cette plage de temps avec des raies d'émission suffisamment brillantes pour déterminer les mouvements internes. Les chercheurs se sont concentrés sur les raies d'émission typiquement émises par le gaz dans la galaxie. Les lignes d'émission renseignent non seulement les scientifiques sur les éléments qui composent les galaxies, mais également le décalage vers le rouge des lignes d'émission contient des informations sur les mouvements internes et la distance.
"Des études antérieures ont supprimé des galaxies qui ne ressemblaient pas aux disques rotatifs bien ordonnés maintenant communs dans le magazine Space", a déclaré le co-auteur Benjamin Weiner, astronome à l'Université de l'Arizona à Tucson. "En les négligeant, ces études n'ont examiné que les rares galaxies de l'univers lointain qui se comportent bien et ont conclu que les galaxies n'avaient pas changé."
Au cours des 8 derniers milliards d'années, les fusions entre les galaxies, grandes et petites, ont diminué. Il en va de même pour le taux global de formation d'étoiles et les perturbations associées dues aux explosions de supernovae. Les deux facteurs peuvent jouer un rôle dans la nouvelle tendance, affirment les scientifiques.
La galaxie de la Voie lactée a peut-être connu la même croissance et évolution chaotique que les galaxies de l'échantillon DEEP2 avant de s'installer dans son état actuel à peu près au même moment où le Soleil et la Terre se formaient, affirment les scientifiques de l'équipe. En observant le motif, les astronomes peuvent désormais ajuster les simulations informatiques de l'évolution des galaxies jusqu'à ce qu'elles reproduisent les observations. Ensuite, la chasse sera lancée pour déterminer les processus physiques responsables de la tendance.
Cette simulation cosmologique suit le développement d'une galaxie à disque unique tout au long de la vie de l'Univers; environ 13,5 milliards d'années. Les couleurs rouges montrent les vieilles étoiles, les jeunes étoiles apparaissent en blanc et bleu vif tandis que la distribution du gaz apparaît en bleu pâle. La vue générée par ordinateur couvre environ 300 000 années-lumière. La simulation, exécutée sur le supercalculateur Pleiades au centre de recherche Ames de la NASA à Moffett Field, en Californie, a pris environ 1 million d'heures de processeur. Crédit: F. Governato et T. Quinn (Université de Washington), A. Brooks (Université du Wisconsin, Madison) et J. Wadsley (Université McMaster).
Un article détaillant les résultats sera publié dans le 20 octobre 2012 The Astrophysical Journal.
Source: NASA
