Galaxies irrégulières Mystères étrangement façonnés de l'univers

Le mot «galaxie» évoque des images de la Voie lactée ou peut-être de la galaxie d'Andromède, avec leurs bras en spirale et leurs renflements centraux. Ces galaxies en spirale sont ce à quoi les gens imaginent couramment toutes les galaxies. Pourtant, il existe de nombreux types de galaxies dans l'univers et ce ne sont pas toutes des spirales. Certes, nous vivons dans une galaxie spirale, mais il y a aussi des elliptiques (arrondis sans bras spiraux) et des lenticulaires (sorte de cigares). Il existe un autre ensemble de galaxies qui sont plutôt informes, n'ont pas nécessairement de bras en spirale, mais ont beaucoup de sites où les étoiles se forment. Ces étranges et blobeuses sont appelées galaxies "irrégulières". Parfois, ils sont regroupés avec les galaxies dites "particulières" en raison de leurs formes inhabituelles ou d'autres caractéristiques.

Vue la plus profonde du télescope spatial Hubble sur le cosmos. Il y a des centaines de galaxies de toutes formes et tailles dans cette image. NASA / ESA / STScI

Jusqu'à un quart des galaxies connues sont irrégulières. Sans bras en spirale ni renflement central, ils ne semblent pas partager visuellement beaucoup de choses en commun avec les galaxies en spirale ou elliptiques. Cependant, ils ont au moins certaines caractéristiques en commun avec les spirales. D'une part, beaucoup ont des sites de formation d'étoiles actives. Certains peuvent même avoir des trous noirs au cœur.

Formation de galaxies irrégulières

Alors, comment se forment les irréguliers? Il semble qu'ils se forment généralement par des interactions gravitationnelles et des fusions d'autres galaxies. La plupart, sinon tous, ont commencé leur vie comme un autre type de galaxie. Ensuite, à travers des interactions les uns avec les autres, ils se sont déformés et ont perdu une partie, sinon la totalité de leur forme et de leurs caractéristiques.

Le télescope spatial Hubble a examiné une paire de galaxies en collision qui s'emmêlent au fur et à mesure qu'elles interagissent. NASA / ESA / STScI

Certains peuvent avoir été créés simplement en passant près d'une autre galaxie. L'attraction gravitationnelle de l'autre galaxie la tirerait et déformerait sa forme. Cela se produira particulièrement s'ils passent près de grandes galaxies. C'est probablement ce qui est arrivé aux nuages ​​de Magellan, les petits compagnons de la Voie lactée. Il semble qu'ils étaient autrefois de petites spirales barrées. En raison de leur proximité avec notre galaxie, ils ont été déformés par des interactions gravitationnelles dans leurs formes inhabituelles actuelles.

Le grand nuage magellanique (milieu à gauche) et le petit nuage magellanique (centre supérieur) au-dessus de l'observatoire de Paranal au Chili. Observatoire européen austral

D'autres galaxies irrégulières semblent avoir été créées par des fusions de galaxies. Dans quelques milliards d'années, la Voie lactée fusionnera avec la galaxie d'Andromède. Pendant le temps initial de la collision, la galaxie nouvellement formée (qui est surnommée "Milkdromeda") peut sembler irrégulière car la gravité de chaque galaxie tire sur l'autre et les étire comme une tire. Puis, après des milliards d'années, ils pourraient éventuellement former une galaxie elliptique.

Cette image du télescope spatial Hubble de la NASA / ESA montre la galaxie elliptique massive Messier 60 (également appelée M60 ou NGC 4649). NASA / ESA / STScI

Certains chercheurs soupçonnent que les grandes galaxies irrégulières sont une étape intermédiaire entre la fusion de galaxies spirales de taille similaire et leurs éventuelles formes finales en tant que galaxies elliptiques. Le scénario le plus probable est que deux spirales se mélangent ou passent simplement très près l'une de l'autre, entraînant des changements pour les deux partenaires dans la "danse galactique". 

Il existe également une petite population d'irréguliers qui ne rentrent pas dans d'autres catégories. Celles-ci sont appelées galaxies irrégulières naines. Elles ressemblent aussi beaucoup à certaines galaxies car elles existaient au début de l'histoire de l'univers, sans forme définie et ressemblant plus à un "lambeau" de galaxie. Est-ce à dire que les irrégularités observées aujourd'hui ressemblent davantage aux premières galaxies? Ou y a-t-il une autre voie évolutive qu'ils empruntent? Le jury est toujours sur ces questions alors que les astronomes continuent de les étudier et de les comparer plus jeunes à ceux qu'ils voient qui existaient il y a plusieurs milliards d'années.

Types de galaxies irrégulières

Les galaxies irrégulières se présentent sous toutes sortes de formes et de tailles. Ce n'est pas surprenant étant donné qu'elles peuvent avoir commencé comme des galaxies spirales ou elliptiques et simplement déformées par la fusion de deux ou plusieurs galaxies, ou peut-être par une distorsion gravitationnelle à proximité d'une autre galaxie.

Cependant, les galaxies irrégulières peuvent encore tomber dans un certain nombre de sous-types. Les distinctions sont généralement associées à leur forme et à leurs caractéristiques, ou à leur absence, et à leur taille.

Les galaxies irrégulières, en particulier les nains, ne sont toujours pas bien comprises. Comme nous l'avons déjà évoqué, leur formation est au cœur du problème, d'autant plus que nous comparons d'anciennes galaxies irrégulières (éloignées) à des plus récentes (plus proches)..

Sous-types irréguliers

Galaxies irrégulières I (Irr I): Le premier sous-type de galaxies irrégulières est connu sous le nom de galaxies Irr-I (Irr I pour faire court) et se caractérise par une certaine structure, mais pas assez pour le classer comme galaxies spirales ou elliptiques (ou tout autre type). Certains catalogues décomposent ce sous-type encore plus en ceux qui présentent des caractéristiques en spirale (Sm) - ou des caractéristiques en spirale barrée (SBm) - et ceux qui ont une structure, mais pas une structure associée à des galaxies en spirale telles qu'un renflement central ou des caractéristiques de bras . Celles-ci sont donc identifiées comme des galaxies irrégulières "Im". 

Galaxies irrégulières II (Irr II): Le deuxième type de galaxie irrégulière n'a aucune caractéristique. Lorsqu'elles se sont formées par interaction gravitationnelle, les forces de marée étaient suffisamment fortes pour éliminer toute structure identifiée de quel type de galaxie il pouvait s'agir auparavant..

Galaxies irrégulières naines: Le dernier type de galaxie irrégulière est la galaxie irrégulière naine mentionnée ci-dessus. Comme son nom l'indique, ces galaxies sont des versions plus petites des deux sous-types énumérés ci-dessus. Certains d'entre eux contiennent une structure (dIrrs I), tandis que d'autres n'ont aucune trace de telles caractéristiques (dIrrs II). Il n'y a pas de coupure officielle, en termes de taille, pour ce qui constitue une galaxie irrégulière "normale" et ce qui est un nain. Cependant, les galaxies naines ont tendance à avoir une faible métallicité (cela signifie qu'elles sont principalement de l'hydrogène, avec de faibles quantités d'éléments plus lourds). Ils peuvent également se former différemment des galaxies irrégulières de taille normale. Cependant, certaines galaxies actuellement classées comme Irrégulières naines sont simplement de petites galaxies spirales qui ont été déformées par une galaxie voisine beaucoup plus grande.