Une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l'IAC a utilisé les données du satellite de l'ESA Gaia pour mesurer le mouvement de 39 galaxies naines. Ces données renseignent sur la dynamique de ces galaxies, leurs histoires et leurs interactions avec la Voie lactée.

Autour de la Voie Lactée, il y a beaucoup de petites galaxies (galaxies naines), qui peut être des dizaines de milliers de fois voire des millions de fois moins lumineuse que la Voie Lactée. En comparaison avec les galaxies normales ou géantes, les galaxies naines contiennent moins d'étoiles et ont une luminosité plus faible.

Ces petites galaxies ont fait l'objet de l'étude d'une équipe internationale d'astronomes dirigée par Tobias K. Fritz et Giuseppina Battaglia, tous deux chercheurs de l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Grâce aux données acquises par la mission spatiale ESA Gaia, qui est devenu disponible dans une deuxième version en avril 2018, les chercheurs ont pu mesurer le mouvement dans le ciel de 39 galaxies naines, déterminer la direction et la vitesse.

Avant la deuxième diffusion des données du satellite Gaia, il n'a pas été possible d'effectuer de telles mesures pour 29 des galaxies analysées par l'équipe. Les chercheurs ont découvert que beaucoup d'entre eux se déplacent dans un plan connu sous le nom de vaste structure polaire. "On savait déjà que la plupart des galaxies naines les plus massives ont été trouvées dans ce plan, mais maintenant nous savons que plusieurs des galaxies naines les moins massives pourraient appartenir à cette structure, " dit Fritz, auteur principal de l'article scientifique.

Battaglia souligne que l'origine de la vaste structure polaire n'est toujours pas entièrement comprise, mais ses caractéristiques semblent remettre en cause les modèles cosmologiques de formation des galaxies. Aussi, le Grand Nuage de Magellan se trouve dans cette structure plane, ce qui pourrait impliquer que les deux sont liés.

En analysant les données concernant les mouvements, l'équipe a découvert que plusieurs des galaxies naines ont des orbites qui les rapprochent des régions intérieures de la Voie lactée. L'attraction gravitationnelle que la Voie lactée exerce sur ces galaxies peut être comparée à l'action des marées. Il est probable que quelques-unes des galaxies naines étudiées soient perturbées par ces marées, qui les étirent comme un ruisseau.

"Cela pourrait expliquer les propriétés observées de certains de ces objets, comme Hercule et Crater II, " dit Fritz.

D'autre part, de nouvelles questions se posent. "Au cours des années, certaines galaxies ont été observées pour avoir des caractéristiques particulières qui pourraient être potentiellement dues aux perturbations des marées par la Voie Lactée (par exemple Carina I), " dit Battaglia. " Cependant, leurs orbites ne semblent pas confirmer cette hypothèse. Peut-être devrions-nous postuler que les rencontres avec d'autres galaxies naines auraient pu être le coupable."

Les chercheurs ont découvert que la majorité des galaxies étudiées sont proches du péricentre de leur orbite (le point le plus proche du centre de la Voie lactée). Néanmoins, la physique de base explique qu'ils devraient passer la plupart de leur temps près de l'apocentre de leur orbite (le point le plus éloigné du centre de la Voie lactée). "Cela suggère qu'il devrait y avoir beaucoup plus de galaxies naines qui n'ont pas encore été découvertes et qui se cachent à de grandes distances du centre de la Voie lactée, " déclare Fritz.

Galaxies naines, en plus d'être intéressants en eux-mêmes, sont l'un des rares traceurs de matière noire utilisable dans les parties les plus externes de la Voie lactée. On pense que ce type de matière représente environ 80 pour cent de la masse totale de l'univers. Cependant, il ne peut pas être observé directement, et la détection est difficile. Les mouvements des corps célestes tels que les galaxies naines peuvent être utilisés pour mesurer la masse totale de matière dans un volume. Ceci est déterminé en soustrayant la masse des objets lumineux détectés pour obtenir une estimation de la quantité de matière noire. A partir de ces données, les chercheurs pourraient en déduire que la quantité de matière noire dans la Voie lactée est élevée, environ 1,6 billion de masses solaires.