- Formation et évolution
- Caractéristiques générales
- Galaxies naines, petits et grands trous noirs
- Exemples de galaxies naines
- Naines sphéroïdales, ellipsoïdales et spirales
- Nains irréguliers et ultra-compacts
- Références
Une galaxie naine est considérée comme une galaxie dont le nombre d'étoiles est le centième de celui contenu dans les grandes galaxies spirales, telles qu'Andromède et notre Voie lactée. Les galaxies naines sont le type de galaxie le plus courant dans le groupe local de galaxies et sont supposées l'être également dans le reste de l'univers.
On trouve régulièrement des galaxies naines en orbite autour de galaxies beaucoup plus grandes. Autour de la Voie lactée seulement, plus de quinze galaxies naines en orbite ont été identifiées.
Figure 1. Galaxie naine ultra-compacte M60-UCD1 en orbite autour de la galaxie géante M60. M60 est à 54 millions d'années-lumière et la majestueuse galaxie spirale NGC 4647 est à 63 millions d'années-lumière plus loin que l'arrière-plan de M60. Source: télescope spatial Hubble de la NASA.
La plus petite galaxie identifiée à ce jour par les astronomes contient environ un millier d'étoiles, est de forme sphéroïdale et est connue sous le nom de Segue 2, dans la constellation du Bélier. En proportion des grandes galaxies, ce serait comme découvrir un éléphant de la taille d'une souris.
Formation et évolution
Les théories les plus récentes et controversées sur la formation des galaxies naines, ainsi que d'autres plus grandes, indiquent qu'elles sont le résultat de l'attraction gravitationnelle de la matière interstellaire vers des régions de matière noire ou de nuages formés par des éléments lourds.
Cependant, des découvertes relativement nouvelles faites avec le télescope spatial dans la gamme ultraviolette, exploité par la NASA, ont montré des galaxies naines formées par des gaz d'éléments légers provenant de l'anneau du Lion: un immense nuage de 650 mille années-lumière fait d'hydrogène et hélium.
Caractéristiques générales
Les galaxies naines sont les plus abondantes de l'univers, mais difficiles à détecter en raison de leur petite taille et de leur faible luminosité.
Pour les galaxies naines, les différents types de formes observées dans les grandes galaxies s'appliquent également, identifiées par Edwin Hubble sur le "diapason de Hubble". Par exemple, les types suivants ont été identifiés: spiralé, irrégulier, sphéroïdal et ellipsoïdal.
Figure 2. Le diapason de Hubble avec les différents types de galaxies.
De plus, des galaxies naines compactes et bleues ont été trouvées, ainsi que des galaxies ultra-compactes.
Les galaxies naines spirales sont généralement éloignées des amas d'autres galaxies, car sinon, une interaction gravitationnelle avec des voisins proches produirait des altérations de leur disque spiral.
Ce type de galaxie a une faible luminosité et ses diamètres sont inférieurs à 16 mille années-lumière. Ils contiennent généralement une grande quantité de matière noire.
Bien que certains experts pensent qu'elles sont très anciennes, les galaxies naines bleues compactes sont constituées d'amas chauds et massifs de jeunes étoiles qui émettent de la lumière bleue et donnent à la galaxie elle-même une apparence bleuâtre.
Une caractéristique représentative de ce type de galaxie est PGC-51017 représentée sur la figure 3.
Figure 3. Galaxie compacte naine bleue PGC-51017. Source: Wikimedia Commons
Les étoiles qui composent les galaxies naines bleues compactes ont différentes périodes de formation et sont en évolution permanente.
Galaxies naines, petits et grands trous noirs
Une découverte surprenante était celle d'une galaxie naine avec un petit trou noir en son centre. Il s'agit de NGC 4395 avec un trou central de 10 000 masses solaires. Cela contraste avec les trous noirs au centre des grandes galaxies, dont les masses se situent entre des millions et des milliards de masses solaires.
Figure 4. Galaxie naine NGC 4395 capturée par le télescope Shulman en Arizona. Source: télescope Shulman.
Mais à l'autre extrême se trouvent les galaxies naines ultra-compactes qui ont un trou noir supermassif en leur centre, avec des dizaines de millions de masses solaires. Pour cette raison, et bien qu'elles soient de petites galaxies, elles ont une énorme densité d'étoiles, comme c'est le cas de la galaxie M60-UCD1 illustrée à la figure 1.
Exemples de galaxies naines
Ci-dessous, nous donnerons une variété d'exemples de galaxies naines bien identifiées de différentes formes, tailles et caractéristiques, pour donner au lecteur un aperçu de leur diversité.
Naines sphéroïdales, ellipsoïdales et spirales
La galaxie naine sphéroïdale à faible luminosité PGC 19441, dans la constellation de Carina, est une galaxie satellite de la Voie lactée, faisant partie du groupe local de galaxies. Il a un diamètre de 2 000 années-lumière et se trouve à une distance de 330 000 années-lumière.
Un autre bon exemple est la galaxie naine ellipsoïdale du Sagittaire (M 54), 10 000 années-lumière de diamètre et 50 000 années-lumière du centre de notre galaxie, qu'elle orbite. Il ne faut pas la confondre avec une autre galaxie portant un nom similaire: la galaxie irrégulière beaucoup plus proche du Sagittaire.
On estime que dans environ 100 millions d'années, il se rapprochera à nouveau du noyau de la Voie lactée, pour en faire finalement partie.
Figure 5. Galaxie naine ellipsoïdale M 54 en Sagittaire. Source: wikimedia commons
Un exemple de galaxie naine spirale est NGC 5474 dans la constellation Ursa Major. C'est la plus proche des nombreuses galaxies satellites de la grande galaxie Pinwheel (M101). Parmi les galaxies naines, les galaxies en forme de spirale sont les moins fréquentes.
Figure 6. Galaxie naine spirale NGC 5474. Source: Wikimedia Commons
Nains irréguliers et ultra-compacts
Le petit nuage de Magellan (NGC 292) est une galaxie naine de forme irrégulière, environ cent fois plus petite que la Voie lactée, qui abrite environ 3 milliards d'étoiles. Il peut être vu sans avoir besoin d'un télescope, dans la constellation sud du Toucan.
Il est à 200 000 années-lumière. On pense qu'elle était à l'origine de forme spirale, mais qu'elle a été déformée par la gravité de la Voie lactée, sans en être elle-même une galaxie satellite.
Un exemple de galaxie naine ultra-compacte est M60-UCD1, une galaxie naine qui orbite autour de la galaxie géante M60, à 22 000 années-lumière de son centre. Au centre de la naine ultra-compacte M60-UCD1 se trouve un trou noir supermassif de 21 millions de masses solaires, selon les calculs des vitesses orbitales des étoiles qui l'entourent.
La figure 1 montre une photographie spectaculaire prise par le télescope spatial Hubble montrant la galaxie naine ultra-compacte M60-UCD1, en orbite autour de la galaxie géante M60.
Sur cette même figure se trouve également la majestueuse galaxie spirale NGC 4647, qui est 63 millions d'années de plus que le géant M60.
Références
- Laboratoire de propulsion à réaction. Nouvelle recette pour les galaxies naines. Récupéré de: jpl.nasa.gov
- Observatoire. L'elliptique M60 et la spirale NGC 4647. Récupéré de: observatorio.info
- MNN. Quelle est la taille de la plus petite galaxie de l'univers?. Récupéré de: MNN.com.
- Phys.org. Étudier les galaxies naines pour avoir une vue d'ensemble. Récupéré de: phys.org.
- Espace. Petit nuage de Magellan: un voisin satellite de la galaxie naine. Récupéré de: space.com
- Actualités SCI. Les astronomes découvrent un trou noir supermassif dans la galaxie naine. Récupéré de: sci-news.com
- Wikipédia. Segue 2. Récupéré de: wikipedia.com