Les étoiles anciennes et nouvelles brossent des images très différentes de la galaxie du Triangle

Le 11 janvier, lors de la 241e réunion de l’American Astronomical Society à Seattle, une équipe dirigée par des scientifiques de l’Université de Washington et du Center for Computational Astrophysics dévoilera les résultats en utilisant la région étendue du triangle panchromatique Hubble Andromeda Treasury — ou PHATTER — enquête. L’effort donne aux astrophysiciens leur premier regard en profondeur sur les populations distinctes d’étoiles qui composent la galaxie du Triangle.

Les chercheurs ont découvert que cette galaxie satellite, proche compagne de la bien plus grande galaxie d’Andromède, possède deux structures radicalement différentes selon l’âge des étoiles.

“Les étoiles les plus jeunes et les étoiles les plus anciennes de la galaxie du Triangle – que nous pouvons séparer à l’aide de plusieurs filtres de longueur d’onde sur le télescope spatial Hubble – sont organisées très différemment”, a déclaré Adam Smercina, chercheur postdoctoral à l’UW. “C’est surprenant. Pour de nombreuses galaxies, comme la Voie lactée et Andromède, les étoiles sont réparties à peu près de manière cohérente, quel que soit leur âge. Ce n’est pas le cas avec Triangulum.”

À environ 61 000 années-lumière de diamètre, Triangle est la troisième plus grande galaxie de notre groupe local, après Andromède et notre propre Voie lactée. Dans les images à basse résolution, il a une structure “floculante” – avec de nombreux petits bras en spirale rayonnant à partir d’un centre bien défini.

Pour l’enquête PHATTER, le télescope spatial Hubble a obtenu des centaines d’images haute résolution de différentes sections de la galaxie du Triangle sur 108 orbites au cours de plus d’un an. L’équipe a rassemblé ces images de plus petite section pour créer un ensemble de données complet et haute résolution pour Triangulum qui, pour la première fois, a montré les étoiles individuelles de la galaxie sur une grande région en son centre.

Grâce à la gamme de filtres de Hubble, les chercheurs ont également pu séparer ces étoiles par âge. La distribution des étoiles plus jeunes et massives – celles âgées de moins d’un milliard d’années – correspondait à peu près au modèle “floculant”, pour lequel le Triangle est si renommé. Mais ses étoiles plus anciennes et plus rouges sont réparties selon un schéma très différent : deux bras en spirale rayonnant à partir d’une barre rectangulaire au centre de la galaxie.

“Il s’agissait d’une caractéristique largement inconnue et cachée de la galaxie du Triangle qui était très difficile à voir sans ce type d’étude détaillée”, a déclaré Smercina.

Les vieilles étoiles constituent la majorité de la masse de Triangulum, mais sont plus faibles que leurs homologues plus jeunes, selon Smercina. Cela pourrait expliquer pourquoi le motif “floculant” prévaut dans les images à basse résolution de la galaxie.

L’équipe d’enquête ne sait pas non plus pourquoi les étoiles jeunes et âgées ont des distributions aussi divergentes dans Triangle. Les galaxies satellites en général sont un groupe éclectique, et de nombreuses questions subsistent quant à leur formation et leur évolution. Les galaxies satellites se présentent sous de nombreuses formes différentes et peuvent être façonnées par des interactions avec leurs galaxies mères. La plus grande galaxie satellite de la Voie lactée, le Grand Nuage de Magellan, par exemple, est similaire en taille et en masse à Triangle, mais a une forme irrégulière et globulaire en raison de sa proximité avec notre propre galaxie.

L’analyse en cours de l’enquête PHATTER devrait faire la lumière sur la façon dont ces types de galaxies se forment et interagissent avec leurs plus grands voisins. L’équipe prévoit de donner suite à ces découvertes initiales en retraçant l’histoire de la formation d’étoiles dans Triangle, en comparant différentes sections de la galaxie.

“L’un des principaux objectifs de l’enquête PHATTER était de générer le type de données détaillées et à haute résolution sur cette galaxie satellite proéminente qui nous permettra d’examiner sa structure en profondeur, de retracer son histoire de formation d’étoiles et de comparer ce que nous voyons aux théories de la formation et l’évolution des galaxies”, a déclaré Smercina. “Nous trouvons déjà des surprises.”

Parmi les autres membres de l’équipe figurent Julianne Dalcanton, directrice du Center for Computational Astrophysics à New York, professeure d’astronomie à l’UW et chercheuse principale du projet PHATTER ; Benjamin Williams, professeur agrégé de recherche en astronomie à l’UW; Meredith Durbin, doctorante à l’UW; et Margaret Lazzarini, chercheuse postdoctorale à Caltech.