Dans notre Univers, les collisions sont souvent violentes. Mais celle-ci a eu lieu à un carrefour dangereux. Entre une galaxie fonçant à 3,2 millions de km/h et un groupe d’autres galaxies. Et les astronomes étaient aux premières loges.

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    La collision a eu lieu dans le Quintette de Stephan, un groupe de plusieurs galaxies situées dans la constellation de Pégase et découvert il y a près de 150 ans déjà. À près de 300 millions d'années-lumière de la Terre. Une collision d'une violence extrême provoquée par une galaxie se déplaçant à une vitesse incroyable de 3,2 millions de km/h. Et une équipe de plus de 60 astronomesastronomes, menée par des chercheurs de l'université de Hertfordshire (Royaume-Uni), était là pour la voir.

    L'observation a été rendue possible grâce au Large Integral Field Unit (LIFU) du nouveau spectroscopespectroscope à grand champ Weave (William HerschelWilliam Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer) installé à La Palma (Espagne) pour analyser la composition des étoilesétoiles et du gazgaz à la fois dans la Voie lactée et dans des millions de galaxies lointaines. C'est d'ailleurs la toute première image obtenue avec cet instrument européen qui aura coûté 20 millions d'euros. Une image dont le niveau de détail est sans précédent.

    Ici, des données Weave superposées sur une image du Quintette de Stephan prise par le télescope spatial James-Webb, avec des contours verts montrant les données radio du radiotélescope à faible fréquence (Lofar). Les couleurs orange et bleue suivent la luminosité de l’hydrogène alpha obtenue avec le Lifu Weave, qui trace les endroits où le gaz intergalactique est ionisé. L’hexagone indique la couverture approximative des nouvelles observations Weave du système, qui mesure environ la taille de notre Voie Lactée. © Université de Hertfordshire
    Ici, des données Weave superposées sur une image du Quintette de Stephan prise par le télescope spatial James-Webb, avec des contours verts montrant les données radio du radiotélescope à faible fréquence (Lofar). Les couleurs orange et bleue suivent la luminosité de l’hydrogène alpha obtenue avec le Lifu Weave, qui trace les endroits où le gaz intergalactique est ionisé. L’hexagone indique la couverture approximative des nouvelles observations Weave du système, qui mesure environ la taille de notre Voie Lactée. © Université de Hertfordshire

    Le dangereux carrefour du Quintette de Stephan

    Si le Quintette de Stephan a été choisi pour devenir la première cible de Weave, c'est que les astronomes le considèrent comme une sorte de carrefour galactique. Un carrefour « dangereux » qui a déjà été le lieu de nombreuses interactions et collisions. Laissant derrière elles, un champ de débris pour le moins complexe. L'endroit rêvé pour mieux comprendre les relations chaotiques et souvent violentes qui existent entre les galaxies.

    Et à ce carrefour, le trafic a comme été brusquement réveillé par le passage incontrôlé de la galaxie NGCNGC 7318 b (une galaxie du Quintette). Le choc a été puissant. « Comparable au bang d'un avion de chasse qui franchit le mur du son. » Il a permis aux astronomes de faire quelques découvertes intéressantes.

    Voici comment Weave voit le gaz dans le Quintette de Stephan — l’image est superposée sur une image du télescope spatial James-Webb. Le rouge met en évidence le gaz choqué par la collision, tandis que le vert et le bleu montrent les régions de formation d’étoiles. Les zones violettes représentent des bulles d’origine inconnue. Les contours noirs montrent l’hydrogène neutre, et sa position par rapport au gaz choqué suggère que c’est de là qu’il vient. © Université de Hertfordshire
    Voici comment Weave voit le gaz dans le Quintette de Stephan — l’image est superposée sur une image du télescope spatial James-Webb. Le rouge met en évidence le gaz choqué par la collision, tandis que le vert et le bleu montrent les régions de formation d’étoiles. Les zones violettes représentent des bulles d’origine inconnue. Les contours noirs montrent l’hydrogène neutre, et sa position par rapport au gaz choqué suggère que c’est de là qu’il vient. © Université de Hertfordshire

    Des observations inédites grâce à un nouvel instrument

    Dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, les chercheurs racontent comment Weave leur a permis d'observer les traînées lumineuses de gaz chargé formées par le choc de la collision massive lorsque celui-ci a traversé des poches de gaz froid à plusieurs fois la vitesse du sonvitesse du son. Dans le gaz chaud, en revanche, le choc a montré des signes d'affaiblissement. Ne réussissant plus à arracher des électronsélectrons aux atomesatomes. Juste à comprimer le gaz et à produire ainsi des ondes radio que l'interféromètreinterféromètre radio européen Low-Frequency Array (Lofar) et le Very Large Array (VLA) ont pu capter.

    Ici, des images radio du Quintette de Stephan à différentes fréquences, prises par le <em>Low Frequency Array</em> (Lofar) et le <em>Very Large Array</em> (VLA). Les couleurs rouges indiquent une forte émission radio provenant du front de choc, ainsi que de certaines galaxies du groupe et au-delà. © Université de Hertfordshire
    Ici, des images radio du Quintette de Stephan à différentes fréquences, prises par le Low Frequency Array (Lofar) et le Very Large Array (VLA). Les couleurs rouges indiquent une forte émission radio provenant du front de choc, ainsi que de certaines galaxies du groupe et au-delà. © Université de Hertfordshire

    Selon les chercheurs, ces résultats ne sont qu'un avant-goût de ce que Weave devrait pouvoir révéler. Des images haute résolutionrésolution de ce qui peut se passer dans la formation et l'évolution des galaxies faibles à peine résolues que nous observons aux limites de nos capacités actuelles.