L’abondance d’oxygène à différents points de la galaxie NGC 1365 a été utilisée comme trace fossile des différentes phases de son évolution.
Le passé tumultueux d’une galaxie a été reconstitué en détail grâce à l’analyse des traces d’oxygène présentes en son sein: c’est un exemple d’archéologie galactique – ou plutôt d’archéologie extragalactique, car pour la première fois cette analyse détaillée a été réalisée sur une galaxie différente de la Voie lactée.
Un groupe d’astronomes dirigé par le Center for Astrophysics/Harvard and Smithsonian a utilisé pour la première fois l’étude des empreintes chimiques des gaz aujourd’hui présents dans NGC 1365, la Grand Galaxie spirale barrée visible dans la constellation de Fornax, pour retracer son évolution au cours des 12 millénaires années. Une entreprise qui ouvre à une nouvelle méthode pour reconstruire l’histoire des autres galaxies, et qui un jour pourrait nous dire si l’histoire de la Voie Lactée est dans l’ensemble commune à beaucoup d’autres ou au contraire particulière. Les résultats de l’étude ont été publiés dans Nature Astronomy.
La carte de la distribution d’oxygène
La galaxie NGC 1365 a été choisie pour cette démarche car, par rapport aux observatoires terrestres, son disque apparaît orienté de face et non de profil: cela a permis à l’équipe d’archéologues extragalactiques une observation détaillée des… fossiles, c’est-à-dire des abondances d’oxygène dans les différentes régions de formation d’étoiles de la galaxie.
La distribution de gaz comme l’oxygène dans les galaxies est influencée par divers événements qui peuvent sculpter leur histoire, tels que la fusion avec d’autres galaxies, l’explosion de supernovas, les phases de formation d’étoiles, les flux de gaz entrants et sortants de la galaxie.
Après avoir extrait les schémas de distribution d’oxygène dans la galaxie à partir des données de l’enquête TYPHOON Galaxy Survey, un projet de l’Observatoire Las Campanas dans le désert d’Atacama, au Chili, les scientifiques les ont comparés aux simulations d’évolution d’environ 20 000 galaxies. Après en avoir trouvé une dont les propriétés correspondaient exactement à celles observées pour la galaxie NGC 1365, ils ont déduit l’histoire probable de cette galaxie particulière au cours des 12 derniers milliards d’années, une période qui correspond à presque l’âge de l’Univers.
Une reconstruction méticuleuse
Les astronomes ont trouvé une correspondance entre les traces d’oxygène étudiées et les mouvements prévus par la simulation. La région centrale de la galaxie située dans la constellation de Fornax se serait formée dans les premières phases de l’histoire de la galaxie, développant une grande quantité d’oxygène, tandis que le gaz le plus externe se serait accumulé au fil du temps grâce à des collisions avec des galaxies naines. Ces mêmes galaxies naines acquises par fusion auraient fourni, au cours des derniers milliards d’années, le gaz présent dans les bras spiraux externes de la galaxie.
Voici comment, partant de la petite galaxie qu’elle était, NGC 1365 est devenue le colosse que nous voyons aujourd’hui.
Ce type d’analyse nous aidera à comprendre les particularités du développement des galaxies autres que la nôtre, afin de déterminer s’il y a eu des différences dans leur formation, et en quoi la Voie Lactée est particulière.
