La présence de nombreuses galaxies naines autour de grandes galaxies, comme celle d’Andromède ou notre propre Voie Lactée, est connue depuis longtemps : il s’agirait des restes de galaxies plus vastes peu à peu dévorées par leur encombrantes voisines, et que les astronomes imaginaient indépendantes les unes des autres. Cette étude révèle qu’en fait, autour de la galaxie d’Andromède, la majorité d’entre elles sont organisées en une gigantesque structure aplatie de plus d’un million d’années-lumière de long, en rotation sur elle-même.
L’image en haut à gauche de la galaxie d’Andromède en lumière visible a été prise avec le télescope Canada-France-Hawaii. Elle montre également deux galaxies satellites (des galaxies beaucoup plus petites, qui peuvent contenir jusqu’à un milliard d’étoiles). L’étude a permis la mesure des distances et vitesses radiales (selon la ligne de visée) de 27 galaxies naines : leurs positions tridimensionnelles sont indiquées par des boules rouges dans les autres parties de la figure. En haut à droite, on montre comment elles apparaissent vues de la Terre ; en bas à gauche, on représente leur structure vue de côté. Cet immense ensemble tourne dans le sens indiqué par les flèches.
Cette découverte a été réalisée grâce au relevé PAndAS (Pan-Andromeda Archaeological Survey1), effectué par une équipe internationale entre 2008 et 2011, avec le télescope Canada-France-Hawaï (CFHT) mais aussi le télescope américain Keck. Ce relevé leur a permis de découvrir et de caractériser un très grand nombre de nouvelles galaxies naines autour d’Andromède. Pour cela, les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique qui consiste à étudier de façon simultanée la brillance et la position des étoiles dans les galaxies naines, ainsi que des modèles de distribution de luminosité des étoiles dans ces galaxies.
Des travaux précédents avaient déjà indiqué la possibilité de la structure, mais la nouvelle étude démontre son existence avec plus de poids statistique, et met en évidence la rotation de ces satellites. Une telle structure a aussi été découverte autour de la Voie Lactée ces dix dernières années.
La découverte permet de contraindre les différentes théories de formation de galaxies, car certaines prévoient que les galaxies grandissent par accumulation de matière noire venant de galaxies naines accrétées de directions aléatoires.
Référence
A Vast Thin Plane of Co-rotating Dwarf Galaxies Orbiting the Andromeda Galaxy
Rodrigo A. Ibata, Geraint F. Lewis, Anthony R. Conn, Michael J. Irwin, Alan W. McConnachie, Scott C. Chapman, Michelle L. Collins, Mark Fardal, Annette M. N. Ferguson, Neil G. Ibata, A. Dougal Mackey, Nicolas F. Martin, Julio Navarro, R. Michael Rich, David Valls-Gabaud, Lawrence M. Widrow
Nature, 3 Janvier 2013