Depuis les temps anciens, les astronomes ont levé les yeux vers le ciel nocturne et vu la galaxie d'Andromède. En tant que galaxie la plus proche de la nôtre, les scientifiques ont pu observer et scruter cette galaxie spirale géante depuis des millénaires. Au 20e siècle, les astronomes ont réalisé qu'Andromède était la galaxie sœur de la Voie lactée et se dirigeait vers nous. Dans 4,5 milliards d'années, il fusionnera même avec le nôtre pour former une supergalaxie.
Cependant, il semble que les astronomes se soient trompés sur la galaxie d'Andromède sur un point majeur. Selon une étude récente menée par une équipe d'astronomes français et chinois, cette galaxie spirale géante s'est formée suite à une fusion majeure survenue il y a moins de 3 milliards d'années. Cela signifie qu'Andromède, tel que nous le connaissons aujourd'hui, est effectivement plus jeune que notre propre système solaire, qui l'a battu d'environ 1,5 milliard d'années!
L'étude, intitulée «Un paradigme de fusion majeur vieux de 2 à 3 milliards d'années pour la galaxie d'Andromède et sa périphérie», a récemment paru dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society. Dirigée par François Hammer, chercheur principal du département Galaxies, Etoiles, Physique et Instrumentation (GEPI) de l'Observatoire de Paris, l'équipe comprenait des membres de l'Académie chinoise des sciences et de l'Université de Strasbourg.
Pour les besoins de leur étude, ils se sont appuyés sur des données recueillies par des enquêtes récentes qui ont noté des différences considérables entre les galaxies d'Andromède et de la Voie lactée. La première de ces études, qui a eu lieu entre 2006 et 2014, a démontré que tout Andromède possède une richesse de jeunes étoiles bleues dans son disque (moins de 2 milliards d'années) qui subissent des mouvements aléatoires à grande échelle. Cela contraste avec les étoiles du disque de la Voie lactée, qui ne sont soumises qu'à une simple rotation.
De plus, des observations approfondies menées entre 2008 et 2014 avec le télescope canadien-français dans les îles hawaïennes (CFHT) ont révélé des choses intéressantes sur le halo d'Andromède. Cette vaste région, qui fait 10 fois la taille de la galaxie elle-même, est peuplée de gigantesques courants d'étoiles. Le plus important d'entre eux est appelé le «Giant Stream», un disque déformé qui a des coquilles et des touffes à ses bords.
À partir de ces données, la collaboration franco-chinoise a ensuite créé un modèle numérique détaillé d'Andromède en utilisant les deux ordinateurs les plus puissants disponibles en France - le MesoPSL de l'Observatoire de Paris et le supercalculateur IDRIS-GENCI du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Avec le modèle numérique résultant, l'équipe a pu démontrer que ces observations récentes ne pouvaient s'expliquer que par une collision récente.
Fondamentalement, ils ont conclu qu'il y a entre 7 et 10 milliards d'années, Andromède se composait de deux galaxies qui avaient lentement atteint une orbite de rencontre. Après avoir optimisé les trajectoires des deux galaxies, ils ont déterminé qu'elles se seraient heurtées il y a 1,8 à 3 milliards d'années. C'est cette collision qui a donné naissance à Andromède telle que nous la connaissons aujourd'hui, ce qui la rend effectivement plus jeune que notre système solaire - qui s'est formé il y a près de 4,6 milliards d'années.
De plus, ils ont pu calculer les distributions de masse des deux galaxies parentes qui ont fusionné pour former l'Andromède, ce qui indique que la plus grande galaxie était quatre fois plus grande que la plus petite. Mais surtout, l'équipe a pu reproduire en détail toutes les structures qui composent Andromeda aujourd'hui - y compris le renflement, la barre, l'énorme disque et la présence de jeunes étoiles.
La présence de jeunes étoiles bleues dans son disque, qui est restée inexpliquée jusqu'à présent, est attribuable à une période de formation intense d'étoiles qui s'est produite après la collision. De plus, des structures comme le «Giant Stream» et les coquilles du halo appartenaient à la plus petite galaxie mère, tandis que les amas diffus et la nature déformée du halo dérivaient du plus grand.
Leur étude explique également pourquoi les caractéristiques attribuées à la petite galaxie ont une sous-abondance en éléments lourds par rapport aux autres - c'est-à-dire qu'elle était moins massive donc elle formait moins d'éléments lourds et d'étoiles. Cette étude est extrêmement importante en ce qui concerne la formation et l'évolution galactiques, principalement parce que c'est la première simulation numérique qui a réussi à reproduire une galaxie avec autant de détails.
Il est également important étant donné qu'un impact aussi récent aurait pu laisser des matériaux dans le groupe local. En d'autres termes, cette étude pourrait avoir des implications qui vont bien au-delà de notre voisinage galactique. C'est aussi un bon exemple de la façon dont des instruments de plus en plus sophistiqués conduisent à des observations plus détaillées qui, combinées à des ordinateurs et des algorithmes de plus en plus sophistiqués, conduisent à des modèles plus détaillés.
On ne peut que se demander si la future intelligence extraterrestre (ETI) tirera des conclusions similaires sur notre propre galaxie une fois qu'elle aura fusionné avec Andromède, dans des milliards d'années. La collision et les caractéristiques qui en résultent intéresseront certainement toutes les espèces avancées qui sont là pour l'étudier!
