Visualisation des simulations utilisées dans l'étude. En haut à gauche montre la matière noire en blanc. En bas à droite montre une galaxie semblable à un grand nuage de Magellan simulée avec des étoiles et du gaz, et plusieurs galaxies compagnes plus petites. Crédit :Ethan Jahn, UC Riverside.
Tout comme la lune orbite autour de la Terre, et la Terre tourne autour du soleil, les galaxies orbitent les unes autour des autres selon les prédictions de la cosmologie.
Par exemple, plus de 50 galaxies satellites découvertes orbitent autour de notre propre galaxie, la voie Lactée. Le plus grand d'entre eux est le Grand Nuage de Magellan, ou LMC, une grande galaxie naine qui ressemble à un nuage faible dans le ciel nocturne de l'hémisphère sud.
Une équipe d'astronomes dirigée par des scientifiques de l'Université de Californie, Bord de rivière, a découvert que plusieurs des petites galaxies - ou "naines" - en orbite autour de la Voie lactée ont probablement été volées au LMC, dont plusieurs nains ultra-faibles, mais aussi des galaxies satellites relativement brillantes et bien connues, comme Carina et Fornax.
Les chercheurs ont fait cette découverte en utilisant de nouvelles données recueillies par le télescope spatial Gaia sur les mouvements de plusieurs galaxies proches et en les contrastant avec des simulations hydrodynamiques cosmologiques de pointe. L'équipe de l'UC Riverside a utilisé les positions dans le ciel et les vitesses prévues des matériaux, comme la matière noire, accompagnant le LMC, constatant qu'au moins quatre naines ultra-faibles et deux naines classiques, Carina et Fornax, étaient des satellites du LMC. Grâce au processus de fusion en cours, cependant, la Voie Lactée, plus massive, a utilisé son puissant champ gravitationnel pour déchirer le LMC et voler ces satellites, rapportent les chercheurs.
"Ces résultats sont une confirmation importante de nos modèles cosmologiques, qui prédisent que les petites galaxies naines de l'univers devraient également être entourées d'une population de compagnons de galaxies plus petites, plus faibles, " a déclaré Laura Sales, professeur assistant de physique et d'astronomie, qui a dirigé l'équipe de recherche. "C'est la première fois que nous sommes en mesure de cartographier la hiérarchie de la formation des structures sur des naines aussi faibles et ultra-faibles."
Les résultats ont des implications importantes pour la masse totale du LMC et également sur la formation de la Voie lactée.
"Si tant de nains sont venus avec le LMC seulement récemment, cela signifie que les propriétés de la population du satellite de la Voie lactée il y a à peine 1 milliard d'années étaient radicalement différentes, impactant notre compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies les plus faibles, ", a déclaré les ventes.
Les résultats de l'étude paraissent dans le numéro de novembre 2019 du Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .
Laura Sales (à droite), professeur adjoint de physique et d'astronomie à l'UC Riverside, est vu ici avec Ethan Jahn, son étudiant diplômé. Crédit :Groupe de vente, UC Riverside.
Les galaxies naines sont de petites galaxies qui contiennent de quelques milliers à quelques milliards d'étoiles. Les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques du projet Feedback In Realistic Environments pour montrer que le LMC et les galaxies qui lui sont similaires hébergent de nombreuses minuscules galaxies naines, dont beaucoup ne contiennent aucune étoile - seulement de la matière noire, un type de matière que les scientifiques pensent constitue la majeure partie de la masse de l'univers.
"Le nombre élevé de minuscules galaxies naines semble suggérer que la teneur en matière noire du LMC est assez importante, ce qui signifie que la Voie lactée subit la fusion la plus massive de son histoire, avec le LMC, son partenaire, apportant jusqu'à un tiers de la masse du halo de matière noire de la Voie lactée - le halo de matière invisible qui entoure notre galaxie, " a déclaré Ethan Jahn, le premier auteur de l'article et un étudiant diplômé du groupe de recherche de Sales.
Jahn a expliqué que le nombre de minuscules galaxies naines que le LMC héberge peut être plus élevé que les astronomes l'avaient estimé précédemment, et que beaucoup de ces minuscules satellites n'ont pas d'étoiles.
"Les petites galaxies sont difficiles à mesurer, et il est possible que certaines galaxies naines ultrafaibles déjà connues soient en fait associées au LMC, ", a-t-il déclaré. "Il est également possible que nous découvrions de nouveaux ultrafaints associés au LMC."
Les galaxies naines peuvent être soit des satellites de galaxies plus grandes, ou ils peuvent être "isolés, " existant seul et indépendant de tout objet plus grand. Le LMC était autrefois isolé, Jahn a expliqué, mais il a été capturé par la gravité de la Voie Lactée et est maintenant son satellite.
"Le LMC a hébergé au moins sept galaxies satellites, y compris le Petit Nuage de Magellan dans le Ciel Austral, avant d'être capturés par la Voie lactée, " il a dit.
Prochain, l'équipe étudiera comment les satellites des galaxies de taille LMC forment leurs étoiles et comment cela est lié à leur masse de matière noire.
"Il sera intéressant de voir s'ils se forment différemment des satellites de galaxies semblables à la Voie lactée, " dit Jahn.
