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La formation de la galaxie d’Andromède enfin élucidée

Un communiqué de Presse du CNRS daté du 14 février 2018

La galaxie spirale Andromède s’est structurée il y a moins de 3 milliards d’années, à la suite d’une collision majeure survenue entre deux galaxies.

C’est la conclusion rapportée par une étude adossée à des moyens de calculs informatiques sans précédent et dirigée par un astronome de l’Observatoire de Paris - PSL , au département Galaxies, Etoiles, Physique et Instrumentation - GEPI (Observatoire de Paris - PSL / CNRS / Université Paris Diderot). 

La grande nébuleuse d’Andromède a été décrite pour la première fois en 964, par l’astronome Perse, Abd al-Rahman al-Sufi. Répertoriée en 1923 comme galaxie, elle a souvent été considérée comme la sœur jumelle de notre Voie lactée. C’est sa plus proche voisine et cette proximité permet l’observation comparée de ses propriétés qui, jusqu’à aujourd’hui, intriguaient les astrophysiciens.

Une campagne d’observations américaine, menée entre 2006 à 2014, avait souligné une différence considérable avec la Voie lactée : dans le disque géant d’Andromède, toutes les étoiles âgées de plus de 2 milliards d’années, subissent des mouvements désordonnés, dont l’ampleur est presque comparable à leur mouvement de rotation autour du centre de cette galaxie. À titre comparatif, les étoiles du disque de la Voie Lactée, dont fait partie notre Soleil, ne sont sujets qu’à un simple mouvement de rotation.

Comment expliquer cette différence ? À l’aide de modélisations effectuées sur les plus puissants moyens de calcul disponibles en France et après traitement de près d’un téra octet de données, une équipe scientifique franco-chinoise de l’Observatoire de Paris, du National Astronomical Observatory of China (NAOC), de l’Observatoire astronomique de l’Université de Strasbourg et du CNRS est enfin parvenue à caractériser les mécanismes physiques de formation d’Andromède, levant ainsi le voile sur l’origine de sa formation. Les scientifiques ont démontré que seule une collision « récente » pouvait expliquer l’agitation des étoiles, collision suivie par un épisode de formation stellaire dans l’ensemble du disque géant d’Andromède.

Il y a 7 à 10 milliards d’années, à la place d’Andromède, se trouvaient deux galaxies sur une même trajectoire de rencontre. Les astronomes ont optimisé par simulation les trajectoires des deux galaxies progénitrices. Ils ont découvert qu’elles avaient fusionné il y a 1,8 à 3 milliards d’années. Cette collision a donné naissance à Andromède telle que nous la connaissons.

Grâce à des calculs numériques intensifs, les astrophysiciens parviennent pour la première fois à reproduire en détail l’ensemble des nombreuses structures qui composent la galaxie d’Andromède : le bulbe, la barre et le disque géant. Ce dernier inclut un gigantesque anneau d’étoiles jeunes dont la stabilité avec le temps restait inexpliquée, ce qui vient d’être résolu. La galaxie d’Andromède est entourée de gaz et d’étoiles peuplant une région dix fois plus étendue qu’elle, communément appelée le halo.

Lire la suite du communiqué de presse sur le site du CNRS.

Découvrir en 2 vidéos l'origine de la formation d'Andromède sur la chaîne YouTube de l'Observatoire de Paris :

Légende : La galaxie d'Andromède, M 31. Image prise par Richard Crisp.