Dans environ quatre milliards d'années, la Voie Lactée ne sera plus.

En effet, notre galaxie natale est sur le point d'entrer en collision et de s'unir avec la galaxie d'Andromède, actuellement à quelque deux millions d'années-lumière.

Bien sûr, nous ne remarquons pas que les deux galaxies se rapprochent.

« Au point de vue humain, notre galaxie ne semble pas changer, " déclare Hai Fu, astrophysicien de l'Université de l'Iowa, "mais dans l'histoire de l'univers, ça change tout le temps."

Les galaxies ont fusionné pendant la majeure partie des 13 milliards d'années d'histoire de l'univers, et les scientifiques observent ces fusions depuis un certain temps. Ce qu'ils ne comprennent pas tout à fait, c'est comment se produisent les fusions.

Fu, professeur assistant en physique et astronomie, vise à élucider le phénomène en observant des trous noirs supermassifs (d'une masse d'environ un milliard de soleils), qui sont au centre de la plupart des galaxies. Les astrophysiciens pensent que les grandes galaxies se développent en dévorant les plus petites. Dans ces cas, on s'attend à ce que les trous noirs des deux tournent l'un autour de l'autre et finissent par fusionner. Fu et son équipe ont remporté un trois ans, 405 $, 011 subvention de la National Science Foundation pour trouver et caractériser ces événements célestes.

"Ce que nous essayons de voir, ce sont les derniers stades de la fusion des galaxies, lorsque deux galaxies sont si proches l'une de l'autre qu'elles libèrent des forces de marée d'énergie, un peu comme les forces de marée pulsées causées lorsque le soleil et la lune s'alignent avec la Terre, mais beaucoup, beaucoup plus intense, " il dit.

Fu va scanner une grande partie du ciel nocturne - imaginez la lune multipliée par 1, 200 à travers le ciel et vous aurez une idée de la taille - pour trouver des preuves de l'accrétion des trous noirs, ou de rassemblement de masse.

"Les paires de galaxies avec des trous noirs accréteurs sont rares et difficiles à trouver, " Fu dit, "Et c'est pourquoi nous avons besoin d'une si grande zone à étudier."

Les trous noirs ne s'accumulent pas toujours. Mais ceux qui ressemblent à quelqu'un qui mange trop. Les trous noirs en accumulation absorbent avidement les matériaux qui les entourent. Lentement, alors qu'ils grignotent de plus en plus de nourriture cosmique, ils rapprochent leurs galaxies hôtes.

"Ils ne sont plus au régime, " dit Fu.

Tout ce manger libère un torrent d'énergie, des éclats de lumière intenses appelés quasars qui sont si brillants qu'ils obscurcissent presque les galaxies elles-mêmes. Ces quasars doivent être faciles à observer, même à grande distance, mais la majeure partie de la lumière qu'ils produisent est en fait éteinte par la poussière brassée dans l'activité de fusion.

Heureusement, les trous noirs supermassifs émettent également des ondes radio, et ces émissions « viennent à la rescousse parce qu'elles ne sont pas éteintes par la poussière, " dit Fu.

Fu et son équipe examineront les cartes des émissions radio capturées par le Very Large Array, l'un des premiers observatoires radio astronomiques au monde, situé au Nouveau-Mexique et exploité par le National Radio Astronomy Observatory, une installation NSF. Le groupe confirmera ses découvertes par des observations optiques au W.M. Observatoire de Keck, situé sur le Mauna Kea, un volcan endormi à Hawaï.

La subvention de la NSF financera également la construction dirigée par des étudiants d'un "bac à sable de réalité augmentée" pour démontrer l'influence de la gravité dans l'univers, comme sur les orbites des planètes, le disque d'accrétion autour d'un trou noir ou d'une étoile à neutrons, et les orbites complexes des étoiles dans les galaxies de forme elliptique.

Neuf étudiants de premier cycle ont jusqu'à présent été impliqués dans le projet; ils se sont divisés en équipes pour écrire la programmation du logiciel, construire le bac à sable (avec du vrai sable), et créez une application pour les tablettes Android.

Le bac à sable sera utilisé dans les cours d'astronomie, démonstrations de physique pour les élèves de la maternelle à la 12e année dans la grande région d'Iowa City, et des expositions au UI Museum of Natural History et au UI Mobile Museum.

Le bac à sable devrait être terminé d'ici la fin du semestre de printemps 2017.

"C'est assez impressionnant, " dit Fu. " Les étudiants n'aiment pas nécessairement passer des examens, mais ils fonctionnent très bien en équipe."