Des astronomes ont découvert les vestiges de 100 galaxies naines, érodées et dépouillées de leurs étoiles périphériques par des galaxies plus imposantes. Ce phénomène éclaire l'évolution d'une catégorie intrigante de galaxies, les galaxies naines ultra-compactes (UCDs).
Ces UCDs, parmi les collections d'étoiles les plus denses de l'Univers, sont en réalité les restes fossilisés de galaxies naines normales, détruites lors d'interactions gravitationnelles violentes avec d'autres galaxies. L'existence des UCDs, découverte il y a plus de vingt ans, posait un casse-tête aux astronomes. Ces galaxies, plus petites et compactes que les galaxies naines ordinaires, mais plus grandes que les amas d'étoiles, semblaient être des reliques de galaxies naines détruites, mais cette théorie manquait de preuves intermédiaires.
Schéma de la transformation d'une galaxie naine ordinaire en une galaxie naine ultra-compacte.
Crédit: NOIRLab/NSF/AURA/NASA/R. Gendler/K. Wang/M. Zamani Les astronomes, utilisant le télescope Gemini North à Mauna Kea à Hawaï, ont cherché ces liens manquants autour de l'amas de la Vierge, un groupe d'environ 2000 galaxies situé à quelque 65 millions d'années-lumière de la Terre. Ils ont repéré des dizaines de galaxies naines en pleine transformation.
Eric Peng, astronome au NOIRLab et au Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics à l'Université de Pékin, partage que ces résultats offrent un tableau complet de l'origine de ces galaxies mystérieuses. Les 106 petites galaxies observées dans l'amas de la Vierge présentent des tailles intermédiaires entre les galaxies naines normales et les UCDs, comblant ainsi le "fossé de taille" entre les amas d'étoiles et les galaxies.
Les galaxies récemment identifiées semblent être aux premiers stades de la formation des UCDs. Toutes sont situées à proximité de galaxies massives, indiquant que l'influence gravitationnelle de ces dernières a dépouillé les petits objets cosmiques de leurs étoiles et de leur gaz.
Image de la galaxie NGC 3628 ou "Galaxie Hamburger", capturée par le télescope Víctor M. Blanco 4-mètres, montrant sa queue de marée stellaire contenant la galaxie naine ultra-compacte NGC 3628-UCD1.
Crédit: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA
Laixiang Wang, chercheur à l'Université de Pékin, précise que l'analyse des observations Gemini a permis d'éliminer toute contamination de fond, révélant que ces galaxies de transition existent presque exclusivement à proximité des galaxies les plus importantes. Cela indique que la transformation environnementale joue un rôle clé.
En mettant ces observations en séquence temporelle, les chercheurs ont reconstitué l'histoire de ces galaxies dérobées d'étoiles. "C'est passionnant de pouvoir enfin voir cette transformation en action", conclut Peng. "Cela nous indique que nombre de ces UCDs sont des vestiges fossiles visibles d'anciennes galaxies naines dans les amas de galaxies, et nos résultats suggèrent qu'il existe probablement encore de nombreux restes de faible masse à découvrir."