La galaxie du Triangle cachait un motif à deux bras

La galaxie du Triangle, également appelée Messier 33 (M33), est la troisième galaxie la plus massive du Groupe local (après la galaxie d'Andromède et la Voie lactée) et la plus petite galaxie spirale de ce groupe (bien que les Petit et Grand Nuages de MagellanGrand Nuages de Magellan aient pu être des spirales avant leur rencontre avec la Voie lactée).

M33, située à environ 2,7 millions d'années-lumièreannées-lumière de nous, est probablement un satellite - le plus grand - de la galaxie d'Andromède, ce qui en fait l'analogue pour cette dernière du Grand Nuage de Magellan pour la Voie lactée. Cependant, contrairement aux Nuages de Magellan, irréguliers et déformés les uns par les autres et par la Voie lactée, la galaxie du Triangle est une élégante spirale naine cotonneuse (ou floculente) avec de nombreux bras.

La galaxie du Triangle (M33). © Rui Liao, Insight Investment Astronomy Photographer of the Year

Des structures différentes selon l'âge des étoiles

La galaxie du Triangle présente une occasion unique d'étudier les galaxies spirales. Les plus petites naines formatrices d'étoiles ont en effet tendance à être irrégulières. De grandes spirales naines non perturbées comme M33 pourraient donc nous aider à comprendre comment ces motifs se forment et changent.

À cette fin, les astronomesastronomes ont examiné M33 avec le télescope spatial Hubbletélescope spatial Hubble dans le cadre du Panchromatic Hubble Andromeda Treasury : Triangle Extended Region (Phatter), une extension de l'étude de la galaxie d'Andromède appelée Panchromatic Hubble Andromeda Treasury (Phat). Dans le cas de Phatter, les chercheurs ont créé une mosaïque des quelque 10 000 années-lumière centrales de la galaxie en combinant 54 champs individuels de Hubble, révélant 22 millions d'étoilesétoiles individuelles dans M33.

Les chercheurs ont réparti ces étoiles en quatre groupes d'âge : celles qui ont moins de 100 millions d'années, celles qui ont plusieurs centaines de millions d'années, celles qui ont environ 1 milliard d'années et enfin, celles qui ont plusieurs milliards d'années. Là où les plus jeunes étoiles ont tracé la spirale cotonneuse à plusieurs bras dont on a l'habitude, les deux groupes rassemblant les étoiles les plus âgées ont tracé une grande spirale à deux bras avec une barre centrale. Les étoiles d'âge intermédiaire se situent entre les deux.

Comme Adam Smercina, du département d'astronomie de l'université de Washington, l'a résumé lors d'une conférence de presse le 11 janvier lors de la réunion d'hiverhiver de l'American Astronomical Society à Seattle, « la structure de M33 dépend vraiment de la population stellaire que vous regardez ».

Les chercheurs ont vu les premiers signes de cette structure cachée en 2021. L'analyse plus détaillée, qu'ils rédigent maintenant dans un nouvel article, confirme le motif barré à deux bras et le relie à la structure de la galaxie à plus grande échelle.

La galaxie du Triangle vue par Hubble. À gauche, une image composite de Phatter. La spirale à deux bras est plus distincte dans la distribution des vieilles étoiles (au centre) que des jeunes étoiles (à droite). © A. Smercina, M. J. Durbin, J. Dalcanton, B. F. Williams, Université de Washington, Nasa, ESA

Une galaxie qui a récemment changé d'apparence

Les vieilles étoiles ne sont peut-être pas nées en traçant leur structure actuelle ; quelque chose pourrait s'être produit après leur naissance pour les réorganiser. Les observations à plusieurs longueurs d'ondelongueurs d'onde des étoiles et du gazgaz dans la périphérie de M33 indiquent que la galaxie a une grande distorsion et les bras spiraux montrent également une sorte d'asymétrie : pour Smercina, « toutes les preuves indiquent que M33 a frappé quelque chose ou interagi avec quelque chose il n'y a pas très longtemps ». Les forces de maréeforces de marée issues de cette rencontre auraient pu faire onduler le disque, stimulant une spirale à deux bras. Les étoiles nées longtemps après l'événement n'auraient pas été réorganisées, ce qui expliquerait pourquoi le disque d'aujourd'hui est si différent.

Une autre possibilité est que la spirale à deux bras soit un motif dominant à longue duréedurée de vie récemment obscurci par le gaz et les étoiles les plus jeunes. Le fait est que les anciens bras n'ont pas totalement disparu : « De jeunes étoiles se forment là-bas. C'est juste qu'elles se forment aussi à d'autres endroits », explique Smercina. Pour une raison quelconque, le gaz pourrait avoir adopté une structure différente de celle des ondes sous-jacentes se propageant à travers le disque.

Des travaux sont en cours pour étudier les étoiles de Phatter par spectroscopie, afin de déterminer comment elles se déplacent dans l'espace. Toute structure dans ce mouvementmouvement pourrait aider à comprendre pourquoi M33 a changé de visage.