Avez-vous entendu parler de «fossiles vivants»? Le cœlacanthe, le ginko, l'ornithorynque et plusieurs autres sont des espèces vivantes aujourd'hui qui semblent être les mêmes que celles trouvées sous forme de fossiles, dans des roches vieilles de plusieurs centaines de millions d'années.
Les résultats désormais combinés du télescope spatial Hubble, Spitzer, Galaxy Evolution Explorer (GALEX) et Swift montrent qu'il existe des «fossiles de galaxies vivantes» dans notre propre arrière-cour!
Hickson Compact Group 31 est l'un des 100 groupes de galaxies compactes catalogués par l'astronome canadien Paul Hickson; leur récente étude - dirigée par Sarah Gallagher de l'Université de Western Ontario à London, en Ontario - montre que les quatre galaxies naines qui s'y trouvent sont en train de se rapprocher (ou de «fusionner» comme disent les astronomes).
De telles rencontres entre les galaxies naines sont normalement observées à des milliards d'années-lumière et se sont donc produites il y a des milliards d'années. Mais ces galaxies sont relativement proches, à seulement 166 millions d'années-lumière.
De nouvelles images de ce quatuor par le télescope spatial Hubble de la NASA offrent une fenêtre sur les années formatrices de l'univers où l'accumulation de grandes galaxies à partir de blocs de construction plus petits était courante.
Les astronomes savent depuis des décennies que ces galaxies naines se tirent gravitationnellement les unes sur les autres. Leurs formes en spirale classiques ont été étirées comme de la tire, tirant sur de longs jets de gaz et de poussière. L'objet le plus brillant de l'image de Hubble est en fait deux galaxies en collision. L'ensemble du système est embrasé par une tempête de naissance d'étoiles, déclenchée lorsque l'hydrogène gazeux est comprimé par les rencontres rapprochées entre les galaxies et s'effondre pour former des étoiles.
Les observations de Hubble ont ajouté des indices importants à l'histoire de ce groupe en interaction, permettant aux astronomes de déterminer quand la rencontre a commencé et de prédire une future fusion.
«Nous avons trouvé les étoiles les plus anciennes dans quelques anciens amas d'étoiles globulaires qui remontent à environ 10 milliards d'années. Par conséquent, nous savons que le système existe depuis un certain temps », explique Gallagher; «La plupart des autres galaxies naines comme celles-ci ont interagi il y a des milliards d'années, mais ces galaxies ne font que se réunir pour la première fois. Cette rencontre dure depuis au plus quelques centaines de millions d'années, un clin d'œil dans l'histoire cosmique. Il s'agit d'un exemple local extrêmement rare de ce que nous pensons être un événement assez courant dans l'univers lointain. »
En d'autres termes, un fossile vivant.
Partout où les astronomes ont regardé dans ce groupe, ils ont trouvé des lots d'amas d'étoiles pour bébés et des régions débordant de naissance d'étoiles. L'ensemble du système est riche en hydrogène gazeux, dont les étoiles sont faites. Gallagher et son équipe ont utilisé la caméra avancée de Hubble pour les levés pour résoudre les plus jeunes et les plus brillants de ces amas, ce qui leur a permis de calculer l'âge des amas, de retracer l'histoire de la formation des étoiles et de déterminer que les galaxies subissent les étapes finales de l'assemblage des galaxies .
L'analyse a été renforcée par des données infrarouges du télescope spatial Spitzer de la NASA et des observations ultraviolettes du Galaxy Evolution Explorer (GALEX) et du satellite Swift de la NASA. Ces données ont aidé les astronomes à mesurer la quantité totale de formation d'étoiles dans le système. "Hubble a la netteté pour résoudre les amas d'étoiles individuels, ce qui nous a permis de dater les amas", ajoute Gallagher.
Hubble révèle que les amas les plus brillants, des groupes lourds contenant chacun au moins 100 000 étoiles, ont moins de 10 millions d'années. Les étoiles se nourrissent de beaucoup de gaz. Une mesure de la teneur en gaz montre que très peu a été utilisé - preuve supplémentaire que les «feux d'artifice galactiques» vus sur les images sont un événement récent. Le groupe a environ cinq fois plus d'hydrogène que notre galaxie de la Voie lactée.
«Il s'agit d'un exemple clair d'un groupe de galaxies en route vers une fusion, car il y a tellement de gaz qui va tout mélanger», explique Gallagher. «Les galaxies sont relativement petites, comparables en taille au Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de notre Voie Lactée. Leurs vitesses, mesurées à partir d'études antérieures, montrent qu'ils se déplacent très lentement les uns par rapport aux autres, à seulement 134 000 milles à l'heure (60 kilomètres par seconde). Il est donc difficile d'imaginer comment ce système ne se transformerait pas en une seule galaxie elliptique dans un autre milliard d'années. "
Ajoute le membre de l'équipe Pat Durrell de l'Université d'État de Youngstown: «Les quatre petites galaxies sont extrêmement proches les unes des autres, à moins de 75 000 années-lumière les unes des autres - nous pourrions toutes les intégrer dans notre Voie lactée.»
Pourquoi les galaxies ont-elles attendu si longtemps pour interagir? Peut-être, dit Gallagher, parce que le système réside dans une région de plus faible densité de l'univers, l'équivalent d'un village rural. Se réunir a pris des milliards d'années de plus que pour les galaxies dans les zones plus denses.
Source: Communiqué de presse de HubbleSite. Les résultats de Gallagher et al. Paraissent dans le numéro de février de The Astronomical Journal (la préimpression est arXiv: 1002.3323)
