Des scientifiques ont découvert un nouveau type de galaxie rare, à quelque 359 millions d’années-lumière de la Terre, avec une structure circulaire unique n’ayant jamais été identifiée auparavant.

La galaxie nommée PGC 1000714, est un exemple de ce qu’on appelle une galaxie à anneau, où un cercle extérieur de jeunes étoiles entoure un noyau galactique plus ancien. Actuellement, les astronomes pensent que les galaxies à anneau se forment quand une galaxie traverse le centre d’une plus grande galaxie. Et comme une galaxie est constituée essentiellement d’espace vide, cette « collision » conduit très rarement à des chocs réelles entre les étoiles. Cependant les perturbations gravitationnelles causées par un tel événement peuvent provoquer une onde de formation d’étoiles qui se propage à travers la plus grande galaxie.

Mais une étude plus approfondie de la galaxie PGC 1000714 a révélé que son noyau est en fait au milieu de non seulement un, mais deux de ces anneaux d’étoiles ! Il s’agit de la première fois que des astronomes rencontrent ce phénomène.

Les types de galaxies les plus courants que nous connaissons, sont pour la plupart en forme de disque, avec des étoiles étalées soit dans une formation en spirale (comme la Voie lactée), ou dans une forme elliptique. Mais d’autres types de galaxies irrégulières existent, y compris ces galaxies à anneau, dont l’exemple le plus célèbre est appelé l’objet Hoag (photo ci-dessous) :

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L’objet de Hoag, découvert par Art Hoag en 1950. Credits : R. Lucas (STScI/AURA)/Hubble Heritage Team/NASA

Contrairement aux galaxies en forme de disque dans lesquelles les étoiles sont généralement répandues et dispersées, les étoiles se situant dans les galaxies à anneau sont divisées en deux camps distincts : un anneau de jeunes étoiles bleues très brillantes à l’extérieur, qui entourent un noyau bien défini, composé d’étoiles plus anciennes et moins lumineuses, au centre.

Les galaxies à anneau sont déjà incroyablement rares, alors lorsque les chercheurs qui ont découvert PGC 1000714 ont réalisé qu’elle présentait deux anneaux d’étoiles, ils savaient qu’ils venaient de faire une grande découverte. « C’était comme repérer un léopard des neiges ou un autre animal rare et insaisissable. Une galaxie de type Hoag, qui possède un seul anneau circulaire entourant son noyau rond, est déjà très rare, mais trouver une de ces galaxies avec deux anneaux très réguliers est tout à fait unique », a déclaré Patrick Treuthardt, astrophysicien au Musée des Sciences Naturelles de Caroline du Nord.

Treuthardt et ses collègues ont analysé PGC 1000714 à l’aide de l’observatoire de Las Campanas, au Chili, et ont constaté que l’anneau externe des étoiles bleues n’a que 0,13 milliard d’années, alors que le noyau rouge intérieur est bien plus ancien, âgé d’environ 5,5 milliards d’années.

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En bleu, l’anneau extérieur et en vert, l’anneau intérieur. Crédits : Ryan Beauchemin

À l’heure actuelle, personne n’est entièrement sûr quant à la façon dont cette galaxie s’est formée. « Une estimation indique que les galaxies de type Hoag peuvent représenter 0,1 pour cent des galaxies observables, et il se pourrait que ce soit beaucoup moins que cela en réalité. Cette galaxie est peut être unique en son genre », explique Treuthardt.

Les chercheurs spéculent que PGC 1000714 peut avoir été formée durant au moins deux périodes distinctes. Mais comme nous n’avons encore jamais rien observé de tel, il est difficile d’en avoir la certitude. « Les différentes couleurs de l’anneau intérieur et extérieur suggèrent que cette galaxie a connu deux périodes de formation différentes. À partir de ces instantanés initiaux simples dans le temps, il est impossible de savoir comment les anneaux de cette galaxie particulière ont été formés », explique l’un des membres de l’équipe, Burcin Mutlu-Pakdil, de l’Université du Minnesota Duluth.

En effet, l’équipe pense qu’il est possible que l’anneau extérieur ait pu incorporer des portions d’une galaxie riche en gaz, qui se situait autrefois à proximité. Mais, il est également difficile de savoir si ces anneaux gardent cette formation sur le long terme, et Treuthardt suggère aussi que c’est ce qui pourrait expliquer pourquoi ces galaxies à anneau sont si rares à observer, en termes d’observations humaines.

Quant à déterminer comment l’anneau intérieur, qui est plus âgé, est arrivé là, les scientifiques nous informent que nous aurons besoin de bien plus de données pour arriver à de quelconques conclusions. « Ce que nous avons vraiment besoin de faire, est de sonder l’intérieur de manière plus détaillée. Peut-être que quelque chose est venu et a interagi avec la galaxie pour former ces anneaux. Nous avons donc besoin de sonder le gaz qui entoure la galaxie », déclare Treuthardt.

De nombreux mystères restés sans réponses entourent encore la galaxie PGC 1000714 et ses anneaux d’étoiles. Mais les scientifiques affirment que des systèmes de ce type, ne correspondent pas aux modèles réguliers de galaxies que nous connaissons, et sont donc extrêmement importants pour nous aider à mieux comprendre l’Univers et son évolution au cours du temps. « Des découvertes comme la galaxie PGC 1000714 défient nos théories ! C’est un aspect important de la science », ajoute Treuthardt.

Source : Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

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