Africa-Press – Gabon. Sciences et Avenir: le 24 mai 2024, les résultats du programme anticipés du télescope européen Euclid, en orbite depuis juillet 2023, ont été publiés. Parmi eux figure l’étude des galaxies naines, dont vous êtes spécialiste. Quelles sont leurs caractéristiques?
Pierre-Alain Duc: La plupart des galaxies naines sont très diffuses et dépourvues de sous-structure interne. Contrairement aux galaxies spirales classiques, elles ne possèdent pas de bras. Le nombre d’étoiles qu’elles contiennent est très variable, entre 100 millions et quelques milliards.
Sur une image d’Euclid, une galaxie naine ressemble ainsi à une grosse tache, contrairement aux galaxies spirales d’arrière-plan. Comme l’ensemble des galaxies, elles possèdent leur lot d’étoiles et de matière noire qui les supportent. Nombre d’entre elles contiennent également des noyaux compacts et des amas globulaires – des amas d’étoiles très denses –, dont on ne comprend pas encore l’origine. L’une des forces d’Euclid est de détecter ces objets compacts, que les télescopes au sol ne peuvent pas percevoir.
« Cette capacité à détecter des galaxies naines à partir d’une seule image n’existait pas auparavant »
En quoi Euclid se démarque-t-il dans la recherche de galaxies naines?
Au sein du groupe local (le groupe d’une soixantaine de galaxies dont fait partie la Voie lactée et dont le diamètre est d’une dizaine d’années-lumière, ndlr), le nombre de galaxies naines peut être relativement bien déterminé. Mais en dehors, il est très difficile d’identifier des galaxies naines, car la plupart sont peu lumineuses. Le risque est, par exemple, qu’elles passent pour des galaxies situées beaucoup plus loin, en arrière-plan. Toute la question est donc de savoir à quel amas, groupes, ou galaxie ces objets appartiennent.
Euclid obtient des informations sur la nature et distance des objets cosmiques en utilisant des bandes infrarouges, tout comme le télescope spatial James Webb. Mais sa particularité est qu’il perçoit également, dans le domaine visible, la morphologie de ces objets. Son excellente résolution spatiale permet de distinguer une vraie galaxie naine d’une galaxie d’arrière-plan. Cette capacité à détecter et à confirmer des objets en tant que galaxies naines à partir d’une seule image n’existait pas auparavant.
Quelles sont les nouvelles informations apportées grâce à ce télescope?
En une seule observation d’Euclid, on dispose d’un grand champ de vue (l’équivalent de deux fois la pleine Lune, ndlr) et on peut ainsi visualiser une grande partie d’un amas de galaxies. Prenons l’amas de Persée, distant d’environ 240 années-lumière, et qui a fait l’objet d’une étude en cours de publication.
Euclid y a repéré plus de mille galaxies naines, doublant ainsi le nombre de ces objets connu dans cet amas. Lorsqu’on examine leur population stellaire, on se rend compte que ce sont des objets âgés jusqu’à 10 milliards d’années, – qui se sont donc formés bien avant l’amas de Persée lui-même. Par ailleurs, l’amas de Fornax, aussi observé par Euclid et situé à 50 millions d’années-lumière, regorge de galaxies naines dont le recensement est encore en cours.
« Le nombre de galaxies naines nous renseignera sur leur mode de formation et sur les modèles de matière noire »
Au-delà de ce travail, quelles sont les prochaines missions d’Euclid?
Il existe une relation entre le nombre d’amas globulaires contenu dans une galaxie naine et la masse totale de la galaxie. En comptant le nombre d’amas globulaires, on peut ainsi avoir une idée de la masse de la galaxie. Les galaxies naines, de faible masse, devraient contenir peu d’amas globulaires. Or, certaines en possèdent des dizaines, ce qui est vraiment étrange. Une hypothèse parmi d’autres pour l’expliquer serait que ces galaxies naines seraient des galaxies géantes avortées, leur croissance s’étant arrêtée. Les instruments d’Euclid, qui voient directement les amas globulaires, permettent d’en faire le recensement.
Désormais, grâce au vaste champ de vue d’Euclid et de la grande couverture du sondage qu’il est en train d’effectuer, – à l’issue des six ans de mission, il aura couvert un tiers du ciel –, on pourra étendre la détection de ces objets autour d’un plus grand environnement et obtenir des statistiques sur le nombre de galaxies naines en dehors des amas de galaxies. Leur nombre nous renseignera sur leur mode de formation et fournira des contraintes sur les modèles de matière noire, cette mystérieuse matière qui interagit via la gravitation mais dont on ignore la nature. Pour cela, il faudra attendre d’avoir les premières publications de données sur de plus grandes parties du ciel.
Participez-vous à l’étude d’autres objets grâce à Euclid, hormis les galaxies naines?
Parmi les autres structures que l’on voit dans l’environnement des grosses galaxies se distinguent les restes de collisions passées, comme des queues de marée, caractéristiques de la fusion de galaxies. Euclid a photographié ce type de phénomène au sein du groupe Dorado. Ces halos stellaires et les structures de marées autour des galaxies renseignent sur leur histoire passée.
Dans les amas de galaxies, une certaine fraction des étoiles ne se trouve pas associée à des galaxies et erre entre les amas. Euclid peut détecter cette lumière diffuse, permettant aux scientifiques de visualiser les différents amas. C’est un instrument qui possède à la fois une grande sensibilité et une qualité optique exceptionnelle pour ce type d’études.
