Une nouvelle étude rapporte la première observation directe de la fusion des grappes d'étoiles dans la région nucléaire des galaxies naines. Cette détection confirme la faisabilité de cette voie de formation pour les noyaux dans les galaxies naines, qui a longtemps été débattue. L'étude a été publiée dans Natureet dirigé par la chercheuse postdoctorale Mélina Poulain de l'Université d'Oulu, Finlande.
Les galaxies naines sont le type de galaxie le plus abondant qui peuple l'univers. Composé 100 fois moins d'étoiles que la Voie lactée, ou même moins, ce sont les éléments constitutifs de galaxies plus massives. Ainsi, la compréhension de leur formation est essentielle pour comprendre l'évolution de la galaxie.
Une fraction notable de galaxies naines héberge un cluster d'étoiles compact dans leurs centres, généralement composée de centaines de milliers à des centaines de millions d'étoiles. Connues sous le nom de grappes d'étoiles nucléaires, ce sont le type de système stellaire le plus dense de l'univers. La formation de ces objets extrêmes est en débat depuis plusieurs décennies.
Dans les galaxies naines, on pense qu'ils se forment à partir de la fusion de petits grappes d'étoiles, appelées grappes globulaires, après avoir migré vers le Galaxy Center. Cependant, aucune fusion de ce type de grappes globulaires n'a été directement observée pour confirmer la théorie, jusqu'à présent.
Assister à des caractéristiques rares
Tout en étudiant les observations d'un grand échantillon de près de 80 galaxies naines du télescope spatial Hubble, dirigé par le professeur Francine Marleau à l'Université d'Innsbruck, en Autriche, un groupe de dix chercheurs de la collaboration internationale de Matlas a remarqué une poignée de galaxies avec un cluster d'étoiles nucléaires à pied inhabituel. Certains ont montré que quelques grappes d'étoiles se rapprochent, tandis que d'autres avaient une caractéristique similaire à un faible flux de lumière attaché au cluster d'étoiles nucléaires.
« Nous avons été surpris par les ruisseaux de lumière qui étaient visibles près du centre des galaxies, car rien de similaire n'a été observé dans le passé », explique Poulain.
Une analyse approfondie des caractéristiques a montré qu'ils ont des propriétés similaires aux grappes globulaires déjà détectées dans les galaxies naines. Cela suggère que les observations témoignent de la croissance de l'amas nucléaire des étoiles par la cannibalisation dramatique des grappes globulaires aux noyaux de ces galaxies.
Observations reproduites dans des simulations
Pour confirmer l'origine des faibles flux de lumière, des simulations complémentaires à ultra-haute résolution ont été mises en œuvre pour modéliser le processus de fusion. Cette partie de l'œuvre, dirigée par le Dr Rory Smith à l'Universidad Técnica Federico Santa María à Santiago, au Chili, a mis en place diverses fusions entre les grappes d'étoiles avec des masses, une dynamique et un nombre de grappes impliquées.
Les résultats confirment que les flux de lumière observés sont créés avec deux grappes d'étoiles avec des différences de masse significatives fusionnées. Plus le rapport de masse est grand, plus le ruisseau est long. Le processus dure généralement un court laps de temps, moins de 100 millions d'années, et les caractéristiques produites sont visibles pendant encore moins de temps, ce qui explique la difficulté d'attraper un tel phénomène.
