Toutes les galaxies, quelle que soit leur taille ou leur masse, font un tour sur elle-même en un milliard d’années
Dans une étude publiée la semaine dernière, des astronomes ont annoncé que, selon leurs estimations, toutes les galaxies à disques tournent environ une fois tous les milliards d’années, quelle que soit leur taille ou leur masse.
Selon Gerhardt Meurer, astronome au Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR) :
Il ne s’agit pas d’une montre suisse de précision. Mais qu’une galaxie soit très grande ou très petite, si vous vous posez à l’extrémité de sa bordure de son disque lorsqu’elle tourne, il vous faudrait environ un milliard d’années pour en faire le tour complet.
De découvrir une telle régularité dans les galaxies nous aide vraiment à mieux comprendre la mécanique qui les fait fonctionner. Vous ne trouverez pas une galaxie dense tournant rapidement, alors qu’une autre de la même taille, mais de densité inférieure tourne plus lentement.
Pour mener à bien l’étude, les chercheurs ont mesuré les vitesses radiales de l’hydrogène neutre dans les disques extérieurs d’une pléthore de galaxies, allant de petites galaxies naines irrégulières aux massives galaxies spirales. Ces galaxies différaient à la fois en taille et en vitesse de rotation jusqu’à un facteur 30. Grâce à ces mesures de vitesse radiale, les chercheurs ont pu calculer la période de rotation de leur échantillon de galaxies, ce qui les a amenés à conclure que les bords extérieurs de toutes les galaxies à disques prennent environ un milliard d’années pour effectuer une rotation.
Cette image de Hubble révèle la gigantesque galaxie Pinwheel, l’un des exemples les plus connus de « Galaxie spirale de grand style« , et ses immenses régions de formation d’étoiles. L’image est la plus grande et la plus détaillée d’une galaxie spirale jamais réalisée par Hubble. (ESA/ NASA)
Sur la base de modèles théoriques, les chercheurs s’attendaient également à ne trouver que des populations clairsemées de jeunes étoiles et de gaz interstellaire à la périphérie de ces galaxies. A la place, ils ont découvert une importante population d’étoiles beaucoup plus âgées qui se mêlent aux jeunes étoiles et au gaz.
Selon M. Meurer :
C’est un résultat important parce que le fait de savoir où se termine une galaxie signifie que nous, astronomes, pouvons limiter nos observations et ne pas perdre du temps, d’effort et de puissance de traitement informatique pour étudier les données au-delà de ce point. Ainsi, grâce à ce travail, nous savons maintenant que les galaxies tournent une fois tous les milliards d’années, avec une bordure peuplée d’un mélange de gaz interstellaire et de jeunes et vieilles étoiles.
Étant donné que les nouvelles générations de radiotélescopes, comme le Square Kilometre Array (SKA), produiront d’énormes quantités de données, le fait que les chercheurs aient maintenant une bonne idée de l’emplacement du bord d’une galaxie devrait également les aider à réduire considérablement la puissance nécessaire pour trier ces données.
Toujours selon Meurer :
Lorsque le SKA sera en ligne au cours de la prochaine décennie, nous aurons besoin d’autant d’aide que possible pour caractériser les milliards de galaxies que ces télescopes mettront bientôt à notre disposition.
L’étude publiée dans The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : Cosmic clocks: A Tight Radius – Velocity Relationship for HI-Selected Galaxies et présentée sur le site de l’ICRAR : Astronomers discover galaxies spin like clockwork.