La classification des galaxies a longtemps reposé sur leur apparence visible, créant des catégories bien distinctes.
Les galaxies spirales comme notre Voie lactée présentent une structure en forme de disque plat avec des bras spiraux caractéristiques où naissent continuellement de nouvelles étoiles. Ces régions de formation stellaire sont riches en gaz et en poussières interstellaires, créant des paysages cosmiques dynamiques.
À l'opposé, les galaxies elliptiques apparaissent comme des sphères ou des ellipsoïdes lisses, dépourvues de structure spirale visible. Leurs populations stellaires sont généralement plus âgées et elles contiennent peu de matière interstellaire froide, ce qui limite la formation de nouvelles étoiles.
La galaxie NGC 2775 photographiée par le télescope spatial Hubble
Crédit: ESA/Hubble & NASA, F. Belfiore, J. Lee et l'équipe PHANGS-HST Certaines galaxies ne se positionnent pas dans cette classification binaire, comme NGC 2775 qui présente des caractéristiques hybrides intrigantes. Grâce à la résolution exceptionnelle du télescope spatial Hubble, les astronomes ont pu analyser en détail cette galaxie située à environ 67 millions d'années-lumière dans la constellation du Cancer. Son cœur central apparaît remarquablement lisse et pauvre en gaz, évoquant les galaxies elliptiques, tandis qu'un anneau externe riche en poussières et en amas stellaires rappelle plutôt la structure des spirales.
Cette configuration particulière montre que NGC 2775 pourrait être une galaxie lenticulaire, un type intermédiaire combinant des traits des deux grandes familles galactiques. Les astronomes ont également détecté une queue d'hydrogène s'étendant sur 100 000 années-lumière, invisible sur les images de Hubble mais révélée par d'autres instruments. Cette structure gazeuse étendue indique probablement des interactions passées avec d'autres galaxies, offrant des indices sur l'histoire évolutive de ce système.
L'étude de ces galaxies hybrides comme NGC 2775 permet aux scientifiques de mieux comprendre les processus de transformation galactique au cours du temps cosmique. Ces objets transitionnels conservent souvent des traces de leurs structures passées sous forme de bras spiraux résiduels, d'anneaux ou de barres galactiques. L'angle d'observation unique de NGC 2775 complique cependant la détermination précise de sa morphologie tridimensionnelle.
L'évolution galactique par fusion et interactions
Les galaxies ne sont pas des îles isolées dans l'Univers mais interagissent constamment les unes avec les autres par l'influence de la gravité. Ces interactions peuvent prendre différentes formes, depuis de légères perturbations jusqu'à des fusions complètes qui redéfinissent complètement la structure des systèmes impliqués.
Lorsque deux galaxies de tailles similaires entrent en collision, le processus peut durer des centaines de millions d'années. Les forces de marée déforment considérablement les structures originales, créant souvent des queues de marée spectaculaires composées d'étoiles et de gaz arrachés aux galaxies parentes. Ces queues, comme celle observée autour de NGC 2775, sont des indicateurs précieux d'interactions passées.
Les fusions galactiques déclenchent souvent des sursauts de formation stellaire alors que les nuages de gaz entrent en collision et se compriment. Cependant, après la fusion, la galaxie résultante tend à épuiser son gaz plus rapidement, conduisant à une diminution progressive de l'activité de formation stellaire. Ce processus peut transformer une galaxie spirale active en une galaxie elliptique ou lenticulaire plus calme.
Les simulations numériques montrent que la plupart des grandes galaxies ont connu plusieurs épisodes de fusion au cours de leur histoire. Notre propre Voie lactée a absorbé de nombreuses galaxies naines et devrait entrer en collision avec la galaxie d'Andromède dans environ 4 milliards d'années. Ces processus d'interaction et de fusion sont donc fondamentaux pour comprendre comment les galaxies évoluent et se diversifient dans l'Univers.