Le halo de la galaxie d’Andromède

Le halo de la galaxie d’Andromède

Le télescope spatial Hubble a permis d’évaluer la taille du halo de gaz qui entoure la galaxie d’Andromède. Il est tellement grand qu’il heurte celui de notre propre galaxie.

Lancé en 1990, le télescope spatial Hubble associe la NASA et l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Placé au-dessus de la turbulence de notre atmosphère, il est surtout connu pour ses extraordinaires photos du cosmos. Toutefois, l’observatoire orbital héberge aussi des instruments qui, s’ils ne réalisent pas de superbes clichés, récoltent des données sources de découvertes étonnantes. C’est ainsi que son COS (Cosmic Origins Spectrograph) a révélé la taille du halo qui entoure la galaxie d’Andromède.

Un gigantesque halo de gaz

Les galaxies sont de gigantesques «univers-îles» qui réunissent des milliards ou centaines de milliards d’étoiles. La nôtre s’appelle la Voie Lactée et est de type spirale. A 2,5 millions d’années-lumière, la galaxie d’Andromède (aussi cataloguée Messier 31 ou NGC 224) est également de type spirale. Avec un diamètre de 220 000 années-lumière, elle est un peu plus grande que la nôtre.

Non, ce n’est pas un portrait de la galaxie d’Andromède par Hubble. C’est une photographie réalisée par l’astronome amateur (très doué !) Robert Gendler. Crédit : Robert Gendler via Spacetelescope.org

Non, ce n’est pas un portrait de la galaxie d’Andromède par Hubble. C’est une photographie réalisée par l’astronome amateur (très doué !) Robert Gendler.
Crédit : Robert Gendler via Spacetelescope.org

Mais ces 220 000 années-lumière mesurent le diamètre visible, celui de son disque en spirale qui contient l’immense majorité de ses étoiles (environ mille milliards). On sait que les galaxies sont entourées d’un halo de gaz ionisé. Extrêmement ténus, ces halos sont difficiles à détecter et celui de la galaxie d’Andromède ne fait pas exception. Grâce au programme d’observation Project AMIGA (Absorption Map of Ionized Gas in Andromeda), une équipe dirigée par Nicolas Lehner de l’University of Notre Dame dans l’Indiana a examiné 43 quasars, des cœurs très actifs de galaxies brillantes situées bien plus loin que NGC 224. Ces quasars ont été sélectionnés, car la lumière qu’ils émettent traverse le halo d’Andromède. Et en étudiant l’atténuation de leur éclat du fait du halo, les chercheurs ont pu évaluer la taille de celui-ci.

Schéma montrant les quasars (ronds oranges) employés pour déterminer la taille du halo (figuré ici en violet) qui entoure la galaxie d’Andromède. Crédit : NASA, ESA and E. Wheatley (STScI)

Schéma montrant les quasars (ronds oranges) employés pour déterminer la taille du halo (figuré ici en violet) qui entoure la galaxie d’Andromède.
Crédit : NASA, ESA and E. Wheatley (STScI)

Le spectrographe COS (Cosmic Origins Spectrograph)  a permis cette étude grâce à ses capacités dans l’ultraviolet. Ce type de longueur d’onde étant filtré par l’atmosphère de la Terre, il faut un télescope spatial comme Hubble pour la capter.
Que donne donc l’étude des quasars avec COS ? Il apparaît que la galaxie d’Andromède est entourée d’un halo de gaz qui s’étend de 1,3 à 2 millions d’années-lumière dans certaines directions. Pour Samantha Berek de la Yale University à New Haven (Connecticut), et qui fait partie de l’équipe de Lehner, «ce réservoir de gaz contient le carburant nécessaire aux futures formations d’étoiles dans la galaxie».

Notre galaxie «touche» déjà celle d’Andromède

Nous avons écrit plus haut que 2,5 millions d’années-lumière nous séparent de la galaxie d’Andromède. Or, le halo de celle-ci s’étend jusqu’à 2 millions d’années-lumière. Pour les astronomes, cela signifie tout simplement que le halo d’Andromède se heurte déjà à celui de notre propre galaxie ! Et la situation ne va pas changer, car notre voisine galactique se dirige vers nous pour une collision annoncée d’ici 4 milliards d’années. Les 2 «univers-îles» fusionneront alors (ce sera très lent) pour former une galaxie elliptique géante.
Mais en attendant, comment se représenter le halo de la galaxie d’Andromède ? L’équipe à la tête de cette découverte a eu l’idée de le simuler sur l’image ci-dessous comme si on pouvait le voir à l’œil nu. 

La galaxie d’Andromède peut être vue à l’œil nu dans un ciel dénué de pollution lumineuse. Elle s’étend théoriquement sur l’équivalent de 6 fois le diamètre de la pleine Lune (en pratique, on ne perçoit pas cette étendue). Sur cette illustration, le halo de gaz qui l’entoure a été rajouté comme si nous disposions d’une vue dans l’ultraviolet encore plus perçante que celle d’Hubble ! Crédit : NASA, ESA, J. DePasquale and E. Wheatley (STScI) and Z. Levay

La galaxie d’Andromède peut être vue à l’œil nu dans un ciel dénué de pollution lumineuse. Elle s’étend théoriquement sur l’équivalent de 6 fois le diamètre de la pleine Lune (en pratique, on ne perçoit pas cette étendue). Sur cette illustration, le halo de gaz qui l’entoure a été rajouté comme si nous disposions d’une vue dans l’ultraviolet encore plus perçante que celle d’Hubble !
Crédit : NASA, ESA, J. DePasquale and E. Wheatley (STScI) and Z. Levay