Le scénario actuel d’évolution des galaxies propose que celles-ci deviennent de plus en plus massives par absorption de plus petites galaxies. Ce cannibalisme galactique, constituant le modèle de croissance hiérarchique, provoque des effets gravitationnels (effets de marée) lors des passages successifs des petites galaxies près des galaxies plus massives avant une absorption finale. Des étoiles et du gaz sont arrachés et dispersés sur de grandes étendues autour de la galaxie centrale et des galaxies satellites, formant d’immenses halos d’étoiles. Observer ces concentrations permet de mieux comprendre ce scénario de croissance hiérarchique des galaxies, mais les galaxies étant des objets très éloignés de nous il est très difficile d’observer ces halos d’étoiles et de gaz.

La galaxie Andromède, M31, est la galaxie spirale la plus proche de nous et possède une galaxie compagne M33. Le système en interaction est étudié dans le cadre du « Pan-Andromeda Archeological Survey » (PAndAS) pour détecter la présence de halos d’étoiles éjectées lors de l’interaction entre M31 et M33. L’équipe internationale (A) utilise depuis 2008 la caméra MegaCam sur le télescope de 3,6m du CFH.

Figure 1 : Image optique (étoiles) des perturbations autour de M31 et M33. La Lune apparaît à la même échelle en haut à gauche ainsi que les images « classiques » des disques visibles des galaxies. On y voit parfaitement la dissémination importante des étoiles le long de courants de marée produits par l’interaction entre ces deux galaxies et d’autres galaxies naines. Les cercles en pointillés autour d’Andromède et de M33 correspondent à des distances respectives de 900 000 et 300 000 années-lumière. © Alan McConnachie et collaboration PAndAS. Cliquer sur l’image pour l’agrandir

Les observations mettent en évidence la présence de nombreuses étoiles dessinant des structures lumineuses extrêmement étendues autour d’Andromède. Ces étoiles n’ont pu être formées par Andromède mais sont la conséquence des effets de marée arrachant gaz et étoiles de la galaxie du Triangle et d’autres galaxies naines lors de leur passages près d’Andromède. De plus, les déformations observées des disques de gaz dans M31 et M33 sont probablement produites par le passage de M33 près de M31.

Figure 2 : Projection stroboscopique, obtenue à partir de la simulation numérique du passage de M33 à proximité de M31. La simulation suggère que la galaxie M33 va bientôt être absorbée par Andromède. © John Dubinski et collaboration PAndAS. Cliquer sur l’image pour l’agrandir

Les chercheurs ont utilisé un modèle de simulation numérique pour reproduire la rencontre entre les deux galaxies. M33, est passée à proximité d’Andromède, il y a quelques milliards d’années à une distance minimale de 40 kpc. Les effets de marée ont déformé M33 lui arrachant gaz et étoiles, ces débris étant attirés par M31 tandis que les disques d’Andromède et de M33 sont déformés par le passage du compagnon. Ce scénario reproduit parfaitement ce qui vient d’être observé autour d’Andromède par le programme PAndAS.

Cette observation permet ainsi de mieux comprendre le scénario de croissance hiérarchique des galaxies, et en particulier le nombre de galaxies naines autour de galaxies massives. Ces nouvelles observations montrent en effet, et pour la première fois, que le nombre observé de galaxies naines autour de galaxies massives est très proche des prédictions théoriques.

Voir le film de la simulation

(A) L’équipe est composée de :

Alan W. McConnachie (Herzberg, Ca), Michael J. Irwin (Cambridge, UK), Rodrigo A. Ibata (Strasbourg, Fr), John Dubinski (Toronto, Ca), Lawrence M. Widrow (Queens, Ca), Nicolas F. Martin (Heidelberg, De), Patrick Cote (Herzberg, Ca), Aaron L. Dotter (Victoria, Ca), Julio F. Navarro (Victoria, Ca), Annette M. N. Ferguson (Edimbourgh, UK), Thomas H. Puzia (Herzberg, Ca), Geraint F. Lewis (Sydney, Au), Arif Babul (Victoria, Ca), Pauline Barmby (Ontario, Ca), Olivier Bienayme (Strasbourg, Fr), Scott C. Chapman (Cambridge, UK), Robert Cockcroft (Ontario, Ca), Michelle L. M. Collins (Cambridge, UK), Mark A. Fardal (Amherst, USA), William E. Harris (Ontario, Ca), Avon Huxor (Bristol, UK), A. Dougal Mackey (Edimbourgh, UK), Jorge Penarrubia (Cambridge, UK), R. Michael Rich (Los Angeles, USA), Harvey B. Richer (Vancouver, Ca), Arnaud Siebert (Strasbourg, Fr), Nial Tanvir (Leicester, UK), David Valls-Gabaud (Meudon, Fr), Kimberly A. Venn (Victoria, Ca)

Communiqué de presse du CNRS

Référence

The remnants of galaxy formation from a panoramic survey of the region around M31 Mc Connachie et al : Nature, 3 Septembre 2009

Contact

David Valls-Gabaud (Observatoire de Paris, GEPI, et CNRS)

Dernière modification le 22 février 2013

The current scenario of galaxy evolution proposes that they become increasingly massive by absorption of smaller galaxies. This galactic cannibalism, constituting the hierarchical scenario, causes gravitational effects (tides) at the time of the successive passages of the small galaxies close to the massive ones before a final merger. Stars and gas are torn off and dispersed on large scales around the central and satellite galaxies, forming a huge stellar halo. Observing these haloes allows to better understand the hierarchical scenario. However, galaxies in general are very distant and it is very difficult to observe these faint gas and stellar haloes.

The Andromeda galaxy, M31, is the nearest spiral and has a companion galaxy, M33. The interacting system is studied within the framework of the Pan-Andromeda Archeological Survey (PAndAS) to detect the presence of stellar halos ejected by the interaction between M31 and M33. The international team(A) uses since 2008 the MegaCam camera on the 3.6m telescope of the CFH.

Figure 1 : Image optique (étoiles) des perturbations autour de M31 et M33. La Lune apparaît à la même échelle en haut à gauche ainsi que les images « classiques » des disques visibles des galaxies. On y voit parfaitement la dissémination importante des étoiles le long de courants de marée produits par l’interaction entre ces deux galaxies et d’autres galaxies naines. Les cercles en pointillés autour d’Andromède et de M33 correspondent à des distances respectives de 900 000 et 300 000 années-lumière. © Alan McConnachie et collaboration PAndAS. Cliquer sur l’image pour l’agrandir

The observations highlight the presence of many stars drawing extremely wide luminous structures around Andromeda. These stars could not be formed by Andromeda but are the consequence of the tidal effects tearing off gas and stars of M33 and other dwarf galaxies at the time of their passages close to Andromeda. Moreover, the deformations observed of the gas discs in M31 and M33 are probably produced by the passage of M33 close to M31.

Figure 2 : Projection stroboscopique, obtenue à partir de la simulation numérique du passage de M33 à proximité de M31. La simulation suggère que la galaxie M33 va bientôt être absorbée par Andromède. © John Dubinski et collaboration PAndAS. Cliquer sur l’image pour l’agrandir

The researchers used a simulation model to reproduce the encounter between the two galaxies. M33 passed near Andromeda a few billion years ago at a minimal distance of 40 kpc. The tidal effects deformed M33 tearing off gas and stars ; the debris are attracted by M31 while the discs of Andromeda and M33 are deformed by the passage of the companion. This scenario reproduces perfectly what has just been observed around Andromeda by the PAndAS program.

This observation allows to better understand the hierarchical scenario of galaxy formation, and in particular the number of dwarf galaxies around massive ones. These new observations indeed show, and for the first time, that the observed number of dwarf galaxies around massive ones is not so far from theoretical predictions.

See the movie of the simulation

(A) The team is made of :

Alan W. McConnachie (Herzberg, Ca), Michael J. Irwin (Cambridge, UK), Rodrigo A. Ibata (Strasbourg, Fr), John Dubinski (Toronto, Ca), Lawrence M. Widrow (Queens, Ca), Nicolas F. Martin (Heidelberg, De), Patrick Cote (Herzberg, Ca), Aaron L. Dotter (Victoria, Ca), Julio F. Navarro (Victoria, Ca), Annette M. N. Ferguson (Edimbourgh, UK), Thomas H. Puzia (Herzberg, Ca), Geraint F. Lewis (Sydney, Au), Arif Babul (Victoria, Ca), Pauline Barmby (Ontario, Ca), Olivier Bienayme (Strasbourg, Fr), Scott C. Chapman (Cambridge, UK), Robert Cockcroft (Ontario, Ca), Michelle L. M. Collins (Cambridge, UK), Mark A. Fardal (Amherst, USA), William E. Harris (Ontario, Ca), Avon Huxor (Bristol, UK), A. Dougal Mackey (Edimbourgh, UK), Jorge Penarrubia (Cambridge, UK), R. Michael Rich (Los Angeles, USA), Harvey B. Richer (Vancouver, Ca), Arnaud Siebert (Strasbourg, Fr), Nial Tanvir (Leicester, UK), David Valls-Gabaud (Meudon, Fr), Kimberly A. Venn (Victoria, Ca)

Press release from CNRS

Reference

The remnants of galaxy formation from a panoramic survey of the region around M31 Mc Connachie et al : Nature, 3 Septembre 2009

Contact

David Valls-Gabaud (Observatoire de Paris, GEPI, et CNRS)

Dernière modification le 4 mars 2013