Gemini North espionne une galaxie fossile ultra-faible découverte à la périphérie d’Andromède

Une galaxie naine ultra-faible inhabituelle a été découverte au bord de la galaxie d’Andromède à l’aide de plusieurs installations du NOIRLab de la NSF. La galaxie, appelée Pégase V, a été détectée pour la première fois dans le cadre d’une recherche systématique des naines d’Andromède coordonnée par David Martinez-Delgado de l’Instituto de Astrofísica de Andalucía, en Espagne, lorsque l’astronome amateur Giuseppe Donatiello a trouvé une “tache” intéressante dans les données d’un Image des enquêtes d’imagerie héritées DESI [1]. L’image a été prise avec la caméra à énergie noire fabriquée par le Département américain de l’énergie sur le télescope Víctor M. Blanco de 4 mètres à l’Observatoire interaméricain Cerro Tololo (CTIO). Les données ont été traitées par le pipeline communautaire qui est exploité par le Community Science and Data Center (CSDC) de NOIRLab.

Des observations plus approfondies de suivi par des astronomes utilisant le plus grand télescope Gemini North de 8,1 mètres avec l’instrument GMOS, ont révélé des étoiles faibles dans Pegasus V, confirmant qu’il s’agit d’une galaxie naine ultra-faible à la périphérie de la galaxie d’Andromède. Gemini North à Hawai’i est la moitié de l’Observatoire international Gemini.

Les observations avec Gemini ont révélé que la galaxie semble être extrêmement déficiente en éléments plus lourds par rapport aux galaxies naines similaires, ce qui signifie qu’elle est très ancienne et susceptible d’être un fossile des premières galaxies de l’Univers.

“Nous avons trouvé une galaxie extrêmement faible dont les étoiles se sont formées très tôt dans l’histoire de l’Univers”, a commenté Michelle Collins, astronome à l’Université de Surrey, au Royaume-Uni et auteur principal de l’article annonçant cette découverte. “Cette découverte marque la première fois qu’une galaxie aussi faible est découverte autour de la galaxie d’Andromède à l’aide d’un relevé astronomique qui n’a pas été spécifiquement conçu pour cette tâche.”

Les galaxies les plus faibles sont considérées comme des fossiles des toutes premières galaxies qui se sont formées, et ces reliques galactiques contiennent des indices sur la formation des premières étoiles. Alors que les astronomes s’attendent à ce que l’Univers regorge de galaxies faibles comme Pegasus V [2], ils n’en ont pas encore découvert autant que leurs théories le prédisent. S’il y a vraiment moins de galaxies faibles que prévu, cela impliquerait un sérieux problème avec la compréhension des astronomes de la cosmologie et de la matière noire.

Découvrir des exemples de ces galaxies faibles est donc une entreprise importante, mais aussi difficile. Une partie du défi est que ces galaxies faibles sont extrêmement difficiles à repérer, apparaissant comme quelques étoiles clairsemées cachées dans de vastes images du ciel.

“Le problème avec ces galaxies extrêmement faibles est qu’elles ont très peu d’étoiles brillantes que nous utilisons généralement pour les identifier et mesurer leurs distances”, a expliqué Emily Charles, doctorante à l’Université de Surrey qui a également participé à l’étude. . “Le miroir de 8,1 mètres de Gemini nous a permis de trouver de vieilles étoiles faibles, ce qui nous a permis à la fois de mesurer la distance à Pegasus V et de déterminer que sa population stellaire est extrêmement ancienne.”

La forte concentration d’étoiles anciennes que l’équipe a trouvées dans Pegasus V suggère que l’objet est probablement un fossile des premières galaxies. Comparée aux autres galaxies faibles autour d’Andromède, Pegasus V semble particulièrement ancienne et pauvre en métaux, ce qui indique que sa formation d’étoiles a effectivement cessé très tôt.

“Nous espérons qu’une étude plus approfondie des propriétés chimiques de Pegasus V fournira des indices sur les premières périodes de formation d’étoiles dans l’Univers”, a conclu Collins. “Cette petite galaxie fossile de l’Univers primitif peut nous aider à comprendre comment les galaxies se forment et si notre compréhension de la matière noire est correcte.”

“Le télescope Gemini North accessible au public offre un éventail de capacités aux astronomes communautaires”, a déclaré Martin Still, responsable du programme Gemini à la National Science Foundation. “Dans ce cas, Gemini a soutenu cette équipe internationale pour confirmer la présence de la galaxie naine, l’associer physiquement à la galaxie d’Andromède et déterminer la nature déficiente en métal de sa population stellaire évoluée.”

Les installations astronomiques à venir devraient éclairer davantage les galaxies faibles. Pegasus V a été témoin d’une période de l’histoire de l’Univers connue sous le nom de réionisation, et d’autres objets datant de cette époque seront bientôt observés avec le télescope spatial James Webb de la NASA. Les astronomes espèrent également découvrir d’autres galaxies aussi faibles à l’avenir en utilisant l’observatoire Vera C. Rubin, un programme du NOIRLab de la NSF. L’observatoire Rubin mènera une enquête sans précédent sur une décennie du ciel optique appelée Legacy Survey of Space and Time (LSST).

Remarques

[1] Les enquêtes d’imagerie héritée DESI ont été menées pour identifier les cibles des opérations de l’instrument spectroscopique à énergie noire (DESI). Ces études comprennent un mélange unique de trois projets qui ont observé un tiers du ciel nocturne : l’étude Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS), observée par la caméra à énergie noire (DECam) construite par le DOE sur le Víctor M. Blanco 4 mètres Télescope à l’Observatoire interaméricain de Cerro Tololo (CTIO) au Chili ; le Mayall z-band Legacy Survey (MzLS), par la caméra Mosaic3 sur le télescope Nicholas U. Mayall de 4 mètres à l’observatoire national de Kitt Peak (KPNO); et le Beijing-Arizona Sky Survey (BASS) par la caméra 90Prime sur le télescope Bok de 2,3 mètres, qui appartient et est exploité par l’Université de l’Arizona et situé à KPNO. CTIO et KPNO sont des programmes du NOIRLab de la NSF.

[2] Pégase V est ainsi nommé parce qu’il s’agit de la cinquième galaxie naine découverte située dans la constellation de Pégase. La séparation dans le ciel entre Pegasus V et la galaxie d’Andromède est d’environ 18,5 degrés.