Les Nuages ​​de Magellan, les deux plus grandes galaxies satellites de la Voie lactée, semblent être reliés par un pont s'étendant sur 43, 000 années-lumière, selon une équipe internationale d'astronomes dirigée par des chercheurs de l'Université de Cambridge. La découverte est rapportée dans le journal Avis mensuels de la Royal Astronomical Society ( MNRAS ) et est basé sur le recensement stellaire galactique mené par l'Observatoire spatial européen, Gaïa.

Depuis 15 ans, les scientifiques attendaient avec impatience les données de Gaia. La première partie des informations du satellite a été diffusée il y a trois mois et est librement accessible à tous. Cet ensemble de données d'une qualité sans précédent est un catalogue des positions et de la luminosité d'un milliard d'étoiles dans notre galaxie de la Voie lactée et ses environs.

Ce que Gaia a envoyé sur Terre est unique. La résolution angulaire du satellite est similaire à celle du télescope spatial Hubble, mais compte tenu de son champ de vision plus large, il peut couvrir tout le ciel plutôt qu'une petite partie de celui-ci. En réalité, Gaia utilise le plus grand nombre de pixels pour prendre des images numériques du ciel pour tout instrument spatial. Mieux encore, l'Observatoire n'a pas qu'un télescope mais deux, partageant le plan focal d'un mètre de large.

Contrairement aux télescopes classiques, Gaia ne se contente pas de pointer et de regarder :elle tourne constamment autour de son axe, balayant tout le ciel en moins d'un mois. Par conséquent, il mesure non seulement les propriétés instantanées des étoiles, mais suit également leurs changements au fil du temps. Cela offre une occasion parfaite pour trouver une variété d'objets, par exemple des étoiles qui pulsent ou explosent - même si ce n'est pas pour cela que le satellite a été conçu à l'origine.

L'équipe de Cambridge s'est concentrée sur la zone autour des nuages ​​de Magellan et a utilisé les données de Gaia pour sélectionner des étoiles pulsantes d'un type particulier :les soi-disant RR Lyrae, très vieux et chimiquement non évolué. Comme ces étoiles existent depuis les premiers jours de l'existence des Nuages, ils offrent un aperçu de l'histoire du couple. L'étude des grands et petits nuages ​​de Magellan (respectivement LMC et SMC) a toujours été difficile car ils s'étendent sur une vaste zone. Mais avec la vue sur tout le ciel de Gaia, cela est devenu une tâche beaucoup plus facile.

Autour de la Voie Lactée, les nuages ​​sont les plus brillants, et le plus grand, exemples de galaxies satellites naines. Connus de l'humanité depuis la nuit des temps (et des Européens depuis leurs premiers voyages dans l'hémisphère sud), les Nuages ​​de Magellan sont restés à ce jour une énigme. Même si les nuages ​​ont été un élément constant du ciel, les astronomes n'ont eu que récemment la chance de les étudier en détail.

Que les nuages ​​correspondent ou non à la théorie conventionnelle de la formation des galaxies dépend de manière critique de leur masse et du moment de leur première approche de la Voie lactée. Les chercheurs de l'Institut d'astronomie de Cambridge ont trouvé des indices qui pourraient aider à répondre à ces deux questions.

Premièrement, les étoiles RR Lyrae détectées par Gaia ont été utilisées pour tracer l'étendue du Grand Nuage de Magellan. Il a été découvert que le LMC possédait un «halo» flou à faible luminosité s'étendant jusqu'à 20 degrés à partir de son centre. Le LMC ne serait capable de retenir les étoiles à de si grandes distances que s'il était considérablement plus gros qu'on ne le pensait auparavant, totalisant peut-être jusqu'à un dixième de la masse de l'ensemble de la Voie lactée.

Une synchronisation précise de l'arrivée des nuages ​​dans la galaxie est impossible sans la connaissance de leurs orbites. Malheureusement, les orbites des satellites sont difficiles à mesurer :à de grandes distances, le mouvement de l'objet dans le ciel est si infime qu'il est tout simplement inobservable pendant une durée de vie humaine. En l'absence d'orbite, Le Dr Vasily Belokurov et ses collègues ont trouvé la meilleure chose suivante :un ruisseau stellaire.

Des flots d'étoiles se forment lorsqu'un satellite - une galaxie naine ou un amas d'étoiles - commence à ressentir la force de marée du corps autour duquel il orbite. Les marées étirent le satellite dans deux directions :vers et loin de l'hôte. Par conséquent, à la périphérie du satellite, deux ouvertures se forment :de petites régions où l'attraction gravitationnelle du satellite est équilibrée par l'attraction de l'hôte. Les étoiles satellitaires qui pénètrent dans ces régions trouvent qu'il est facile de quitter complètement le satellite et de commencer à orbiter autour de l'hôte. Lentement, étoile après étoile abandonne le satellite, laissant une trace lumineuse sur le ciel, et révélant ainsi l'orbite du satellite.

"Les ruisseaux stellaires autour des Nuages ​​ont été prédits mais jamais observés, " explique le Dr Belokurov. " Après avoir marqué les emplacements du Gaia RR Lyrae sur le ciel, nous avons été surpris de voir une structure étroite en forme de pont reliant les deux nuages. Nous pensons qu'au moins en partie ce « pont » est composé d'étoiles dépouillées du Petit Nuage par le Grand. Le reste pourrait en fait être les étoiles LMC tirées par la Voie lactée."

Les chercheurs pensent que le pont RR Lyrae aidera à clarifier l'histoire de l'interaction entre les nuages ​​et notre galaxie.

"Nous avons comparé la forme et la position exacte du pont stellaire Gaia aux simulations informatiques des Nuages ​​de Magellan à l'approche de la Voie Lactée", explique le Dr Denis Erkal, un co-auteur de l'étude. "De nombreuses étoiles du pont semblent avoir été retirées du SMC lors de l'interaction la plus récente, il y a 200 millions d'années, lorsque les galaxies naines sont passées relativement proches les unes des autres. "Nous pensons qu'à la suite de ce survol, non seulement les étoiles mais aussi l'hydrogène gazeux ont été retirés du SMC. En mesurant le décalage entre les ponts RR Lyrae et hydrogène, nous pouvons mettre des contraintes sur la densité de la couronne galactique gazeuse."

Composé de gaz ionisé à très faible densité, la couronne galactique chaude est notoirement difficile à étudier. Néanmoins, il a fait l'objet d'un examen minutieux car les scientifiques pensent qu'il peut contenir la majeure partie de la matière baryonique - ou ordinaire - manquante. Les astronomes tentent d'estimer où cette matière manquante (les atomes et les ions qui composent les étoiles, planètes, poussière et gaz) est. On pense que la plupart, ou même tout, de ces baryons manquants sont dans la couronne. En mesurant la densité coronale à de grandes distances, ils espèrent résoudre cette énigme.

Lors de la rencontre précédente entre le Petit et le Grand Nuage de Magellan, les étoiles et le gaz ont été arrachés du Petit Nuage, formant un courant de marée. Initialement, le gaz et les étoiles se déplaçaient à la même vitesse. Cependant, alors que les Nuages ​​s'approchaient de notre Galaxie, la couronne de la Voie lactée a exercé une force de traînée sur les deux. Les étoiles, étant relativement petit et dense, percé la couronne sans changement de vitesse. Cependant, le gaz hydrogène neutre plus ténu a ralenti considérablement dans la couronne. En comparant la position actuelle des étoiles et du gaz, en tenant compte de la densité du gaz et du temps que les Nuages ​​ont passé dans la couronne, l'équipe a estimé la densité de la couronne. Le Dr Erkal conclut, "Notre estimation a montré que la couronne pourrait constituer une fraction importante des baryons manquants, en accord avec les techniques indépendantes précédentes. Avec le problème du baryon manquant apparemment atténué, le modèle actuel de formation des galaxies résiste bien à l'examen minutieux possible avec Gaia."