Comme pris dans les phares d’une future collision galactique, le halo d’Andromède se heurte déjà à la Voie lactée

Selon des scientifiques, l’immense halo de gaz qui entoure notre plus proche galaxie voisine se heurte déjà à la nôtre.

En utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA, ils ont cartographié la masse presque invisible de plasma diffus autour d’Andromède et ils ont découvert qu’elle s’étend sur 1,3 millions d’années-lumière dans notre direction, à mi-chemin de la Voie lactée, et jusqu’à deux millions dans les autres directions.

Image d’entête : représentation du halo gazeux de la galaxie d’Andromède s’il pouvait être vu à l’œil nu. (NASA/ ESA/ J. DePasquale/ E. Wheatley (STScI) et Z. Levay)

Ils ont également découvert que le halo galactique a une structure en couches, avec deux enveloppes de gaz principales emboîtées et distinctes.

Selon le responsable de l’étude, Nicolas Lehner, de l’université de Notre Dame, aux États-Unis :

L’enveloppe intérieure qui s’étend jusqu’à environ un demi-million d’années-lumière est beaucoup plus complexe et dynamique. L’enveloppe extérieure est plus lisse et plus chaude. Cette différence est probablement due à l’impact de l’activité des supernovae dans le disque de la galaxie qui affecte plus directement le halo interne.

L’une des caractéristiques de cette activité, écrivent les chercheurs dans leur étude (lien plus bas), est la présence d’un grand nombre d’éléments plus lourds dans le halo. Ceux-ci sont éjectés dans l’espace, souvent violemment, lorsqu’une étoile meurt.

Aussi connue sous le nom de Messier 31, Andromède est une galaxie spirale de pas moins d’un trillion d’étoiles situées à environ 2,5 millions d’années-lumière, et comparable en taille à la Voie lactée.

La galaxie d’Andromède, capturée par l’observatoire Galaxy Evolution Explorer de la NASA. (NASA/ JPL-Caltech)

Elle est si proche, précisent les chercheurs, qu’elle apparaît comme une tache de lumière en forme de cigare dans le ciel d’automne. Si son halo pouvait être observé à l’œil nu, il serait trois fois plus large que la Grande Ourse, ce qui en ferait facilement le plus grand élément du ciel nocturne.

Dans leur dernier travail, Lehner et ses collègues ont observé à travers le halo la lumière ultraviolette de 43 quasars (noyaux brillants de galaxies actives alimentés par des trous noirs) situés bien au-delà d’Andromède.

Une représentation du halo d’Andromède et les 43 quasars étudiés représentés par des points. (NASA/ ESA/ E. Wheatley (STScI))

En utilisant le spectromètre ultraviolet COS (Cosmic Origins Spectrograph) de Hubble, ils ont pu observer comment le halo absorbe cette lumière et comment cette absorption change dans différentes régions.

La lumière ultraviolette est absorbée par l’atmosphère terrestre, ce qui rend impossible toute observation avec des télescopes terrestres. L’équipe a utilisé le COS pour détecter les gaz ionisés du carbone, du silicium et de l’oxygène. (Un atome devient ionisé lorsque le rayonnement arrache un ou plusieurs électrons).

Les scientifiques ont étudié les halos gazeux de galaxies plus lointaines, mais ils sont beaucoup plus petits dans le ciel, ce qui signifie que le nombre de quasars de fond suffisamment lumineux pour sonder leur halo n’est généralement que d’un par galaxie. L’information spatiale est donc essentiellement perdue.

Toujours selon Lehner :

C’est vraiment une expérience unique car ce n’est qu’avec Andromède que nous disposons d’informations sur son halo non seulement le long d’une ou deux lignes de visée, mais aussi sur plus de 40. C’est une première pour saisir la complexité du halo d’une galaxie au-delà de notre propre Voie lactée.

Parce que nous sommes dans la Voie lactée, les scientifiques ne peuvent pas facilement interpréter sa signature. Cependant, ils pensent que les halos d’Andromède et de la Voie lactée doivent être très similaires puisque ces deux galaxies sont assez semblables.

Les deux galaxies sont sur une trajectoire de collision, et vont fusionner pour former une galaxie elliptique géante, dans environ 4 milliards d’années.

L’étude publiée dans The Astrophysical Journal : Project AMIGA: The Circumgalactic Medium of Andromeda* et présentée sur le HubbleSite de la NASA : Hubble Maps a Giant Halo Around the Andromeda Galaxy.