Les astronomes utilisant l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ont découvert un tsunami d'étoiles et de gaz qui s'écrase à mi-chemin du disque d'une galaxie spirale connue sous le nom d'IC ​​2163. Cette vague colossale de matière - qui a été déclenchée lorsque IC 2163 a récemment glissé sur le côté une autre galaxie spirale surnommée NGC 2207 - a produit des arcs éblouissants de formation d'étoiles intenses qui ressemblent à une paire de paupières.

"Bien que les collisions de galaxies de ce type ne soient pas rares, seulement quelques galaxies avec des yeux, ou oculaire, des structures existent, " a déclaré Michèle Kaufman, un astronome anciennement de l'Ohio State University à Columbus et auteur principal d'un article publié aujourd'hui dans le Journal d'astrophysique .

Kaufman et ses collègues notent que la rareté de caractéristiques similaires dans l'univers observable est probablement due à leur nature éphémère. "Les paupières galactiques ne durent que quelques dizaines de millions d'années, ce qui est incroyablement bref dans la durée de vie d'une galaxie. En trouver un dans un état aussi nouvellement formé nous donne une occasion exceptionnelle d'étudier ce qui se passe lorsqu'une galaxie en frôle une autre, " a déclaré Kaufman.

La paire de galaxies en interaction réside à environ 114 millions d'années-lumière de la Terre dans la direction de la constellation Canis Major. Ces galaxies se sont frôlées - raclant les bords de leurs bras spiraux externes - dans ce qui est probablement la première rencontre d'une éventuelle fusion.

Grâce à la sensibilité et à la résolution remarquables d'ALMA, les astronomes ont effectué les mesures les plus détaillées jamais réalisées sur le mouvement du monoxyde de carbone gazeux dans les caractéristiques de la paupière étroite de la galaxie. Le monoxyde de carbone est un traceur de gaz moléculaire, qui est le carburant de la formation des étoiles.

Les données révèlent que le gaz dans la partie externe des paupières de l'IC 2163 se précipite vers l'intérieur à des vitesses supérieures à 100 kilomètres par seconde. Ce gaz, cependant, décélère rapidement et son mouvement devient plus chaotique, changeant finalement de trajectoire et s'alignant sur la rotation de la galaxie plutôt que de continuer sa course pêle-mêle vers le centre.

"Ce que nous observons dans cette galaxie ressemble beaucoup à une énorme vague océanique se dirigeant vers le rivage jusqu'à ce qu'elle interagisse avec les bas-fonds, l'amenant à perdre son élan et à déverser toute son eau et son sable sur la plage, " a déclaré Bruce Elmegreen, un scientifique avec T.J. d'IBM. Centre de recherche Watson à Yorktown Heights, New York, et co-auteur de l'article.

"Non seulement constate-t-on une décélération rapide du gaz lorsqu'il se déplace du bord externe vers le bord interne des paupières, mais on mesure aussi que plus il décélère rapidement, plus le gaz moléculaire devient dense, " a déclaré Kaufman. " Cette mesure directe de la compression montre comment la rencontre entre les deux galaxies pousse le gaz à s'accumuler, engendrer de nouveaux amas d'étoiles et former ces caractéristiques de paupière éblouissantes."

Les modèles informatiques prédisent que de telles caractéristiques ressemblant à des paupières pourraient évoluer si les galaxies interagissaient de manière très spécifique. "Cette preuve d'un choc fort dans les paupières est formidable. C'est très bien d'avoir une théorie et des simulations suggérant que cela devrait être vrai, mais les vraies preuves d'observation sont excellentes, " dit Curtis Frappé, professeur d'astrophysique à l'Iowa State University à Ames et co-auteur de l'article.

"ALMA nous a montré que les vitesses du gaz moléculaire dans les paupières sont sur la bonne voie avec les prédictions que nous obtenons des modèles informatiques, " a déclaré Kaufman. "Ce test critique de simulations de rencontres n'était pas possible auparavant."

Les astronomes pensent que de telles collisions entre galaxies étaient courantes dans l'univers primitif, lorsque les galaxies étaient plus proches les unes des autres. À ce moment-là, cependant, les disques galactiques étaient généralement grumeleux et irréguliers, donc d'autres processus ont probablement dépassé la formation de caractéristiques similaires de la paupière.

Les auteurs continuent d'étudier cette paire de galaxies et comparent actuellement les propriétés (par exemple, Emplacements, âge, et masses) des amas d'étoiles précédemment observés avec le télescope spatial Hubble de la NASA avec les propriétés des nuages ​​moléculaires observés avec ALMA. Ils espèrent mieux comprendre les différences entre les nuages ​​moléculaires et les amas d'étoiles dans les paupières et ceux ailleurs dans la paire de galaxies.