La Voie Lactée chamboulée par le passage d’une galaxie voisine

Image d’artiste de l’ESA : Image d’artiste de la Voie lactée perturbée par le passage d’une galaxie satellite. Crédit ESA

En utilisant les données du satellite Gaia de l’ESA, une équipe internationale impliquant des chercheurs du GEPI (Observatoire de Paris, CNRS, Université PSL), de l’IPAG (CNRS, OSUG, Université Joseph-Fourier à Grenoble), de l’Institut UTINAM (CNRS, OSU THETA et Université Bourgogne-Franche-Comté) et du LAB (CNRS, Université de Bordeaux) a mené une étude portant sur les mouvements de plus de 6 millions d’étoiles dans la Voie Lactée, publiée dans la revue Nature cette semaine. L’article révèle que des groupes d’étoiles suivent des trajectoires particulières en orbitant autour du centre galactique. La rotation non uniforme est le signe qu’une petite galaxie satellite a frôlé la Voie Lactée il y a quelques centaines de millions d’années.

La majorité des étoiles de la Voie Lactée sont situées dans un disque mince qui entoure le bulbe central de la Galaxie. La structure interne de ce disque est influencée par différents effets. La barre centrale et les bras spiraux induisent de la migration radiale, par exemple, et les galaxies satellites passant à proximité peuvent aussi altérer les mouvements stellaires. Cependant, quand on modélise les galaxies on suppose souvent, par simplicité, que le disque est à l’équilibre dynamique et symétrique par rapport au plan galactique.

Les auteurs ont analysé les positions et mouvements des étoiles grâce aux données de la mission spatiale Gaia. Un diagramme particulier reliant les positions et les vitesses a mis en évidence une forme spirale. Cela ne veut pas dire que les étoiles se déplacent en spiralant, mais que ces populations orbitent selon des motifs décalés dans le temps et l’espace les uns par rapport aux autres.

Grâce à des simulations dynamiques, les auteurs montrent que ces mouvements particuliers peuvent être expliqués par le passage de la galaxie naine du Sagittaire à proximité de la Voie Lactée il y a entre 300 et 900 millions d’années. Ce résultat a été possible grâce à la très grande précision, jamais obtenue précédemment, des mesures astrométriques et spectroscopiques du satellite Gaia.

Une particularité de cet article est que neuf des treize auteurs sont des femmes. C’est à noter car la proportion de femmes parmi les chercheurs en astrophysique est inférieure à 40% en France et en Europe.

Distribution des étoiles Gaia dans le plan altitude-vitesse verticale avec une échelle de couleur proportionnelle à la vitesse radiale (image de gauche) et à la vitesse azimutale (image de droite). L’exploitation des données parues dans le deuxième catalogue Gaia permet de mettre en évidence pour la première fois cette spirale d’étoiles. Crédit Antoja et al. 2018.
Simulation sur un milliard d’années après que le disque de la Voie lactée ait été perturbé par le passage d’une galaxie semblable à celle du Sagittaire. Crédit Antoja et al. 2018.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pour en savoir plus :

« A dynamically young and perturbed Milky Way disk »
Teresa Antoja, Amina Helmi, Merce Romero-Gomez, David Katz, Carine Babusiaux, Ronald Drimmel, Daffyd W. Evans, Francesca Figueras, Eloisa Poggio, Céline Reylé, Annie C. Robin, Georges Seabroke, Caroline Soubiran, Nature, 20 septembre 2018, http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0510-7

News ESA : http://sci.esa.int/gaia/60663-gaia-hints-at-our-galaxys-turbulent-life/

Contact au LAB : Caroline Soubiran