Il y a longtemps dans une galaxie lointaine, loin, moins de galaxies sont nées que prévu - et cela pourrait créer de nouvelles questions pour la physique des galaxies, selon une nouvelle étude de l'Université du Michigan.

L'étude a examiné les galaxies satellites de Messier 94, ou M94, une galaxie de taille similaire à notre Voie lactée. Les chercheurs savent depuis longtemps que la Voie lactée a environ 10 plus petits, galaxies satellites qui l'entourent, chacun avec au moins un million d'étoiles, et jusqu'à plus d'un milliard, comme les Nuages ​​de Magellan.

Maintenant, avec le puissant télescope Subaru, les astronomes peuvent observer des galaxies cinq ou dix fois plus éloignées de la Voie lactée, comme M94. Ils peuvent ensuite utiliser la physique de la formation des galaxies satellites autour de la Voie lactée pour prédire combien de galaxies satellites une galaxie de taille similaire telle que M94 peut avoir.

Lorsque les astronomes U-M ont examiné M94, ils s'attendaient à trouver un nombre similaire de galaxies satellites. Cependant, ils n'ont détecté que deux galaxies près de M94, avec très peu d'étoiles chacun. leurs résultats, dirigé par Adam Smercina, un membre de la National Science Foundation au sein du département d'astronomie de l'U-M, sont publiés dans la revue Le Journal d'Astrophysique .

"Plus qu'une simple bizarrerie d'observation, nous montrons que la récolte actuelle de modèles de formation de galaxies ne peut pas produire un tel système satellitaire, ", a déclaré Smercina. "Nos résultats indiquent que les galaxies semblables à la Voie lactée hébergent très probablement une diversité de populations de satellites beaucoup plus large que ce qui est prédit par n'importe quel modèle actuel."

Smercina dit également que leurs résultats ont des implications pour la compréhension actuelle de la formation des galaxies, qui se trouvent dans des halos de matière noire beaucoup plus grands.

Ces halos de matière noire entourant les galaxies ont une immense force gravitationnelle, et peuvent tirer du gaz de leur voisinage immédiat. Les grandes galaxies comme la Voie lactée se forment généralement dans des halos d'environ la même masse. Mais ces galaxies satellites plus petites, qui se forment en plus petits 'sous-halos, ' ne sont pas aussi fiables.

Le taux de production d'étoiles de masse élevée dans ces galaxies satellites module en fait leur croissance. Si, par exemple, la galaxie satellite naissante forme trop d'étoiles de grande masse en même temps, leurs éventuelles explosions de supernova pourraient expulser tout son gaz et stopper toute croissance future. Mais les astronomes ne savent pas à quelle taille de halo cette « dispersion » dans la formation des galaxies devient importante.

Smercina dit que M94 indique que la formation de galaxies dans des halos sombres de taille intermédiaire peut être beaucoup plus incertaine qu'on ne le pensait auparavant.

"Nous pensons que cette dispersion - la gamme de galaxies que nous nous attendons à voir - peut être beaucoup plus élevée que ce que les gens pensent actuellement pour les halos de matière noire d'une certaine masse, " a-t-il dit. " Personne ne se fait d'illusions quant à l'existence de cette énorme dispersion au niveau des masses de halo les plus basses, mais c'est au niveau de ces halos intermédiaires de matière noire que la discussion a lieu."

Pour observer le nombre de galaxies naines satellites autour de M94, les chercheurs ont pris une image composite de la grande galaxie. L'image couvrait environ 12 degrés carrés du ciel nocturne :la pleine lune, en comparaison, apparaît comme environ un degré carré. Ce type d'image comprend des couches et des couches de "bruit, " y compris les rayons cosmiques et la lumière diffusée, qui rendent les galaxies naines faibles difficiles à détecter.

Pour s'assurer qu'ils ne manquaient pas de galaxies satellites, Smercina et son équipe ont conçu des galaxies artificielles dans l'image et les ont récupérées en utilisant les mêmes méthodes que pour les vrais satellites. Avec cette technique, les chercheurs ont confirmé qu'il n'y avait pas plus de deux galaxies autour de M94.

"Le vrai kicker est de savoir si oui ou non la communauté s'attendait à ce que cela soit possible, " a déclaré Smercina. "C'est la véritable curiosité de cette découverte - le résultat est quelque chose que les simulations ne prédisent pas. Quand tu peux découvrir quelque chose que nous ne pensions pas vraiment pouvoir trouver, vous pouvez contribuer à notre compréhension du fonctionnement de notre univers, c'est vraiment gratifiant."