D'après certains modèles actuels de formation des galaxies, les grandes spirales telles que la Voie Lactée ou la galaxie d'Andromède devraient posséder plus de galaxies satellites que celles actuellement connues par les astronomes. Beaucoup de ces galaxies devraient même être beaucoup plus petites que celles déjà découvertes. Les astronomes, en examinant les données du télescope automatique "Sloan Digital Sky Survey" (SDSS) au Nouveau-Mexique ont désormais ajouté un dixième satellite au contingent de galaxies "sphéroïdales" naines atour de la Voie Lactée et celle-ci est un vrai poids plume.
Télescope de recherche automatisée SDSS Les grandes galaxies et leur îles
Les modèles cosmologiques actuels suggèrent que ces continents galactiques devraient être environnés de bien plus de petites îles qu' observées effectivement par les télescopes. Une de ces îles vient d'être repérée dans le voisinage de la Voies Lactée et celle-ci est assez petite pour s'accorder avec les prévisions.
Située à 300 000 années lumière dans la direction de la Grande Ourse, la galaxie récemment découverte brille dix fois moins que la plus faible galaxie naine connue proche de la Voie Lactée (située dans le Sextant). Comme celle-ci, c'est une galaxie sphérique et par certains côtés, elle est semblable aux amas globulaires qui sont également trouvés en association avec les grandes galaxies spirales.
Selon Beth Willman de l'Université de New York "la galaxie semble être âgée et pauvre en métal, comme tous les autres compagnons nains de la Voie Lactée. Cependant, son éclat est 10 fois plus faible que celui du plus faible des satellites connus de notre galaxie. Des observations plus précises sont actuellement étudiées et elles fourniront une image plus détaillée de ses propriétés, que nous comparerons alors aux autres satellites connus".
Beth précise: "La galaxie de la Grande Ourse a été détectée lors d'une étude systématique des compagnons de la Voie Lactée. C'est une légère fluctuation statistique dans le nombre d'étoiles rouges de cette région du ciel qui a permis de la détecter".
Une galaxie satellite n'est pas un simple amas globulaire
Tous les amas globulaires et les galaxies incluent un large éventail stellaire dans leur composition. Depuis les jeunes et massives géantes bleues, en passant par des étoiles jaunes plus modestes telles que notre soleil, jusqu'aux vieilles géantes rouges modérément lumineuses, mais énormes comme Antarès ou Betelgeuse.
Quand on découvre des galaxies naines proches (telles que cette galaxie naine de la Grande Ourse) c'est ce dernier groupe d'étoiles qui est particulièrement intéressant. Les géantes rouges sont assez lumineuses pour être détectées et identifiées au spectroscope, et pour être comptées en utilisant les télescopes automatisés tels que le SDSS; et ceci même pour des petites galaxies satellites situées à plusieurs centaines de milliers d'années lumière.
Une recherche difficile
Les chercheurs analysent les données du SSDS pour rechercher les grandes concentrations de géantes rouges dans de petites régions du ciel. Leur présence peut indiquer soit une galaxie naine, soit un amas globulaire. L'information spectrographique est utilisée pour filtrer les étoiles rouges plus faibles mais plus proches dans la Voie Lactée elle-même. Enfin une étude plus détaillée de l'étude peut être réalisée en utilisant des instruments de sensibilité plus grande depuis d'autres observatoires.
Une fois que les données ont prouvé l'éventuelle existence de la galaxie naine de la Grande Ourse, le télescope Isaac Newton de 2,5m des îles Canaries a contribué à déterminer son aspect général. Les images de ce télescope et les données du SDSS ont été combinées pour s'assurer que l'objet étudié était bien une galaxie sphéroïdale et non pas un simple amas globulaire (comme par exemple NGC 2419 dit Le Vagabond situé à une distance similaire dans l'espace).
Bien que les plus petites galaxies naines aient des magnitudes absolues semblables aux amas globulaires les plus lumineux, une différence importante est leur masse. La galaxie naine de la Grande Ourse est approximativement dix fois plus massive que les plus grands amas globulaires connus. Une grande partie de cette masse est susceptible d'être de la matière sombre non stellaire (tandis que presque toute la masse d'un amas est concentrée dans ses étoiles).
Beth conclut: "Cette galaxie a été détectée aux limites de nos possibilités d'observation. De nombreuses autres galaxies naines aux propriétés semblables ou plus faibles doivent exister autour de la Voie Lactée... mais il est raisonnable de penser que 8 ou 9 galaxies plus lumineuses restent encore à découvrir. Si cela est vrai, les modèles galactiques qui ne prévoient pas la présence d'un grand nombre de galaxies naines faibles deviendraient obsolètes."