Les jeunes et les vieilles étoiles sont différentes dans une galaxie satellite d’Andromède

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Andromède est la voisine la plus proche de la Voie lactée et, comme elle, elle possède également des galaxies satellites (comme on les appelle ces plus petites qui orbitent autour d’une autre plus grande, également connue sous le nom de galaxie primaire).

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Une image composite de la galaxie Triangle réalisée en superposant des photos individuelles prises par le télescope spatial Hubble dans le cadre de l’enquête PHATTER. Crédits : A. Smercina/MJ Durbin/J. Dalcanton/BF Williams/Université de Washington/NASA/ESA

Et c’est dans l’une de ces galaxies satellites d’Andromède, la Galaxie du Triangle, que se concentre une étude, présentée ce mercredi (11) lors de la 241e réunion de l’American Astronomical Society à Seattle, USA, qui montre les différences entre les apparences de jeunes et vieilles vedettes.

Cette étude fait partie de Région étendue du triangle du Trésor d’Andromède de Hubble panchromatique (PHATTER), une enquête approfondie menée par des scientifiques de l’Université de Washington (UW) et du Center for Computational Astrophysics, est la première observation approfondie des populations distinctes d’étoiles qui composent Triangle.

Les chercheurs ont découvert que cette galaxie satellite d’Andromède a deux structures radicalement différentes, selon l’âge des étoiles.

« Les étoiles les plus jeunes et les plus anciennes de la galaxie Triangle – que nous pouvons séparer à l’aide de divers filtres de longueur d’onde sur le télescope spatial Hubble – sont disposées très différemment », a déclaré Adam Smercina, chercheur postdoctoral à l’UW.

Selon lui, c’est surprenant. « Pour de nombreuses galaxies, telles que la Voie lactée et Andromède, les étoiles sont à peu près uniformément réparties, quel que soit leur âge. Ce n’est pas le cas à Triangulo.

À environ 61 000 années-lumière de diamètre, le Triangle est la troisième plus grande galaxie de notre groupe local, après Andromède et la Voie lactée elle-même. Dans les images à basse résolution, il a une structure « floculante » – avec de nombreux petits bras en spirale rayonnant à partir d’un centre bien défini.

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Les distributions des étoiles anciennes et jeunes – au centre et à droite, respectivement – dans la zone de recherche PHATTER montrent des structures triangulaires contrastées. Crédits : A. Smercina/MJ Durbin/J. Dalcanton/BF Williams/Université de Washington/NASA/ESA

Pour l’enquête PHATTER, des centaines d’images Hubble haute résolution de différentes sections du Triangle sur 108 orbites sur plus d’un an ont été utilisées.

L’équipe a ensuite assemblé ces images pour créer un ensemble de données complet à haute résolution qui, pour la première fois, a montré les étoiles individuelles de la galaxie sur une grande région en son centre.

Grâce au réseau de filtres de Hubble, les chercheurs ont également pu séparer ces étoiles par âge.

La distribution des étoiles plus jeunes et plus massives – celles âgées de moins d’un milliard d’années – correspondait à peu près au modèle « floculant » pour lequel la galaxie triangulaire est si reconnue.

Ses étoiles les plus anciennes et les plus rouges, cependant, sont disposées selon un schéma très différent : deux bras en spirale rayonnant à partir d’une barre rectangulaire au centre.

« Il s’agissait d’une caractéristique largement inconnue et cachée de cette galaxie qui était très difficile à voir sans ce type d’étude détaillée », a déclaré Smercina.

Les vieilles étoiles constituent la majorité de la masse du Triangle, mais sont plus faibles que les plus jeunes, selon Smercina. Cela pourrait expliquer pourquoi le motif « floculant » prévaut dans les images à basse résolution de la galaxie.

L’équipe de recherche ne sait pas pourquoi les jeunes et les vieilles étoiles ont des distributions aussi divergentes dans le Triangle.

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En général, les galaxies satellites forment un groupe éclectique et de nombreuses questions subsistent quant à leur formation et leur évolution. Ils ont de nombreuses formes différentes et peuvent être façonnés par des interactions avec leurs galaxies mères.

La plus grande galaxie satellite de la Voie Lactée, le Grand Nuage de Magellan, par exemple, est similaire en taille et en masse à la Galaxie Triangle, mais a une forme irrégulière et globulaire en raison de sa proximité avec notre galaxie.

L’enquête PHATTER devrait faire la lumière sur la façon dont ces types de galaxies se forment et interagissent avec leurs plus grands voisins. L’équipe prévoit de donner suite à ces premières découvertes en retraçant l’histoire de la formation des étoiles dans Triangle en comparant différentes sections de la galaxie.

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