Le 26 septembre 2024, le programme SAGA a publié trois nouveaux articles de recherche qui nous offrent de nouvelles perspectives sur le caractère unique de notre propre galaxie, la Voie lactée, après avoir terminé le recensement de 101 systèmes satellites similaires à celui de la Voie lactée.
Ces « satellites » sont des galaxies plus petites, tant en masse qu'en taille, qui gravitent autour d'une galaxie plus grande, généralement appelée galaxie hôte. Tout comme les satellites plus petits qui gravitent autour de la Terre, ces galaxies satellites sont capturées par l'attraction gravitationnelle de la galaxie hôte massive et de la matière noire qui l'entoure.
La Voie lactée est la galaxie hôte de plusieurs galaxies satellites, dont les deux plus grandes sont le Grand et le Petit Nuage de Magellan (LMC et SMC). Si le LMC et le SMC sont visibles à l'œil nu depuis l'hémisphère sud, il existe de nombreuses autres galaxies satellites plus faibles en orbite autour de la Voie lactée qui ne peuvent être observées qu'avec un grand télescope.
L'objectif de l'enquête SAGA est de caractériser les systèmes satellites autour d'autres galaxies hôtes qui ont des masses stellaires similaires à celles de la Voie lactée. Yao-Yuan Mao, membre du corps professoral du département de physique et d'astronomie de l'Université de l'Utah, co-dirige l'enquête SAGA avec Marla Geha de l'Université Yale et Risa Wechsler de l'Université Stanford.
Mao est l'auteur principal du premier article d'une série de trois articles qui ont tous été acceptés par l' Astrophysical Journal . Cette série d'articles rend compte des dernières découvertes de l'enquête SAGA et met les données de l'enquête à la disposition d'autres chercheurs du monde entier.
Une galaxie aberrante ?
Dans la première étude dirigée par Mao, les chercheurs ont mis en évidence 378 galaxies satellites identifiées dans 101 systèmes de masse de la Voie lactée. Le nombre de satellites confirmés par système variait de zéro à 13, contre quatre satellites pour la Voie lactée. Bien que le nombre de galaxies satellites dans le système de la Voie lactée soit comparable à celui des autres systèmes de masse de la Voie lactée,
« La Voie lactée semble abriter moins de satellites si l'on tient compte de l'existence du LMC », a déclaré Mao. L'étude SAGA a révélé que les systèmes dotés d'un satellite massif comme le LMC ont tendance à avoir un nombre total de satellites plus élevé, et notre Voie lactée semble être une exception à cet égard.
Cette différence apparente entre la Voie Lactée et les systèmes SAGA s'explique par le fait que la Voie Lactée n'a acquis les LMC et SMC que très récemment, par rapport à l'âge de l'univers. L'article de SAGA explique que si la Voie Lactée est un hôte plus ancien et légèrement moins massif avec les LMC et SMC récemment ajoutés, on s'attendrait alors à un nombre plus faible de satellites dans le système de la Voie Lactée, sans compter d'autres satellites plus petits que LMC/SMC auraient pu apporter.
Ce résultat démontre l’importance de comprendre l’interaction entre la galaxie hôte et les galaxies satellites, en particulier lors de l’interprétation de ce que nous apprenons de l’observation de la Voie Lactée.
Ekta Patel, chercheur postdoctoral de la NASA à l'Université Hubble mais ne faisant pas partie de l'équipe SAGA, étudie l'histoire orbitale des satellites de la Voie lactée. Après avoir pris connaissance des résultats de SAGA, Patel a déclaré : « Bien que nous ne puissions pas encore étudier l'histoire orbitale des satellites autour des hôtes de SAGA, les dernières données de SAGA incluent un facteur dix de plus que ce que l'on connaissait jusqu'à présent, des systèmes semblables à la Voie lactée qui hébergent un compagnon semblable au LMC. Cette énorme avancée fournit plus de 30 écosystèmes de galaxies à comparer avec le nôtre, et sera particulièrement utile pour comprendre l'impact d'un satellite massif analogue au LMC sur les systèmes dans lesquels ils résident. »
Pourquoi les galaxies cessent-elles de former des étoiles ?
La deuxième étude SAGA de la série est dirigée par Geha et vise à déterminer si ces galaxies satellites continuent de former des étoiles. Comprendre les mécanismes qui arrêteraient la formation d'étoiles dans ces petites galaxies est une question importante dans le domaine de l'évolution des galaxies.
Les chercheurs ont par exemple découvert que les galaxies satellites situées plus près de leur galaxie hôte étaient plus susceptibles de voir leur formation d'étoiles « éteinte » ou supprimée. Cela suggère que des facteurs environnementaux contribuent à façonner le cycle de vie des petites galaxies satellites.
La troisième nouvelle étude est dirigée par Yunchong (Richie) Wang, qui a obtenu son doctorat avec Wechsler. Cette étude utilise les résultats de l’enquête SAGA pour améliorer les modèles théoriques existants de formation des galaxies. En se basant sur le nombre de satellites éteints dans ces systèmes de la masse de la Voie lactée, ce modèle prédit que des galaxies éteintes devraient également exister dans des environnements plus isolés – une prédiction qui devrait pouvoir être testée dans les années à venir avec d’autres enquêtes astronomiques telles que l’enquête spectroscopique à énergie sombre.
Don à la communauté astronomique
En plus de ces résultats passionnants qui amélioreront notre compréhension de l’évolution des galaxies, l’équipe de l’étude SAGA apporte également un cadeau à la communauté astronomique. Dans le cadre de cette série d’études, l’équipe de l’étude SAGA a publié de nouvelles mesures de distance, ou décalages vers le rouge, pour environ 46 000 galaxies.
« Trouver ces galaxies satellites, c'est comme chercher des aiguilles dans une botte de foin. Nous avons dû mesurer les décalages vers le rouge de centaines de galaxies pour identifier une seule galaxie satellite », a déclaré Mao. « Ces nouveaux décalages vers le rouge des galaxies permettront à la communauté astronomique d'étudier un large éventail de sujets au-delà des galaxies satellites. »
Plus d'informations :
- Yao-Yuan Mao et al., The SAGA Survey. III. Un recensement de 101 systèmes de satellites autour des galaxies de la masse de la Voie lactée, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2404.14498
- Marla Geha et al., L'enquête SAGA. IV. Les propriétés de formation d'étoiles de 101 systèmes satellites autour des galaxies de la masse de la Voie lactée, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2404.14499
- Yunchong Wang et al., L'enquête SAGA. V. Modélisation des systèmes de satellites autour des galaxies de la masse de la Voie lactée avec UniverseMachine mis à jour, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2404.14500
Par David Pace, Université de l'Utah
Fourni par l'Université de l'Utah
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