La galaxie d’Andromède, la plus proche voisine de notre Voie lactée, est l’objet le plus éloigné dans le ciel que vous pouvez voir à l’œil nu – mais seulement par nuit claire depuis un endroit où le ciel est très sombre. La galaxie est une belle spirale, mais il y a un fait dont vous n’êtes peut-être pas conscient : Nous sommes en sécurité pour quelques milliards d’années, mais Andromède se dirige vers nous et est sur une trajectoire de collision avec la Voie lactée.
La proximité d’Andromède avec la Terre – à seulement 2,5 millions d’années-lumière – en fait une cible pratique à observer pour les extrapolations sur les autres galaxies spirales. Ces dernières années, les scientifiques ont réalisé des études détaillées des trous noirs, des étoiles et d’autres objets au sein de la galaxie. Cela comprenait une étonnante mosaïque d’images de la galaxie d’Andromède prises par le télescope spatial Hubble en 2015.
L’emplacement, l’emplacement, l’emplacement
La tache floue visible d’étoiles s’étend à peu près aussi longue que la largeur de la pleine lune, et moitié moins large ; ce n’est qu’avec un grossissement important que l’on peut dire qu’elle s’étend sur six fois cette longueur en plénitude.
Galaxie spirale comme la Voie lactée, Andromède contient un bulbe concentré de matière au centre, entouré d’un disque de gaz, de poussière et d’étoiles et d’un immense halo. Bien qu’Andromède contienne environ un trillion d’étoiles contre 250 milliards dans la Voie lactée, notre galaxie est en fait plus massive, car on pense qu’elle contient plus de matière noire.
Course de collision
Andromède et la Voie lactée se dirigent vers une trajectoire de collision qui modifiera à jamais la structure des deux galaxies. Les galaxies se rapprochent rapidement l’une de l’autre à une vitesse d’environ 112 kilomètres par seconde. Les astronomes estiment qu’Andromède entrera en collision avec la Voie lactée dans 4 milliards d’années, la fusion s’achevant dans 6 milliards d’années. À ce moment-là, le soleil aura gonflé en une géante rouge et avalé les planètes terrestres, la Terre aura donc d’autres chats à fouetter.
Pour autant, le nouvel afflux de poussière devrait stimuler la formation d’étoiles dans la nouvelle galaxie « Milkomeda », et le soleil sans Terre pourrait bien quitter définitivement la Voie lactée. Après une phase désordonnée, où les bras se projettent de façon folle de la paire combinée, les deux devraient se stabiliser dans une galaxie elliptique lisse.
Les collisions de galaxies sont une partie normale de l’évolution de l’univers. En fait, Andromède et la Voie lactée portent toutes deux les signes d’avoir déjà percuté d’autres galaxies. Andromède possède un large anneau de poussière en son centre, ce qui lui donne une forme intéressante. Les astronomes pensent que cette poussière a pu se former lorsqu’elle a avalé une galaxie existante.
Histoire des premières observations
En 964, l’astronome perse Abd al-Rahman al-Sufi a décrit la galaxie comme un « petit nuage » dans son « Livre des étoiles fixes », le premier rapport connu sur notre plus proche voisine. Lorsque Charles Messier l’a étiquetée M31 en 1764, il a attribué à tort la découverte de ce qu’on appelait alors une nébuleuse à l’astronome allemand Simon Marius, qui a fourni la première observation télescopique de l’objet. Les premières photographies d’Andromède ont été prises en 1887, par Isaac Roberts.
Dans les années 1920, la galaxie lointaine a fait l’objet du Grand Débat entre les astronomes américains Harlow Shapley et Heber Curtis. À l’époque, les astronomes pensaient que la Voie lactée composait l’univers tout entier, et que les étranges taches connues sous le nom de nébuleuses se trouvaient à l’intérieur de celui-ci. Curtis avait repéré diverses novae dans Andromède, et soutenait au contraire qu’il s’agissait d’une galaxie distincte.
La discussion ne s’est achevée qu’en 1925, lorsque Edwin Hubble a identifié un type particulier d’étoile connu sous le nom de variable céphéide – une étoile dont les caractéristiques permettent de mesurer précisément la distance – au sein d’Andromède. Comme Shapley avait précédemment déterminé que la Voie lactée ne mesurait que 100 000 années-lumière, les calculs de Hubble ont révélé que la tache floue était trop éloignée pour se trouver dans la Voie lactée.
Hubble a ensuite utilisé ses mesures des décalages Doppler des galaxies pour déterminer que l’univers était en expansion. La distance calculée d’Andromède a doublé dans les années 1940 lorsque Walter Baade a été le premier à observer des étoiles individuelles dans la région centrale de la galaxie, et a trouvé deux types différents de variables céphéides. Des cartes radio d’Andromède ont suivi dans les années 1950, après que des émissions radio aient été détectées par Hanbury Brown et Cyril Hazard à l’Observatoire de Jodrell Bank.
Découvertes récentes d’Andromède
Notre compréhension de la taille de la galaxie d’Andromède s’est agrandie ces dernières années. En 2015, les observations du télescope spatial Hubble ont révélé qu’un halo de matière entourant Andromède est six fois plus grand et 1 000 fois plus massif que ce qui avait été mesuré auparavant. (À l’époque, les astronomes ont déclaré que la Voie lactée pouvait également avoir un halo – et peut-être que les halos des deux galaxies commencent déjà à fusionner). Cela fait suite à des estimations de taille révisées en 2005 et 2007, basées sur l’observation des étoiles et de leurs mouvements.
En 2015, les scientifiques ont publié la photo la plus détaillée d’Andromède jamais réalisée en utilisant une mosaïque d’images du télescope spatial Hubble. L’image comprenait 7 398 expositions prises sur 411 pointages du télescope. L’image a révélé plus de 100 millions d’étoiles dans la galaxie, ainsi que des structures de poussière et d’autres caractéristiques. À l’époque, les scientifiques ont déclaré que les images aideraient à extrapoler la structure des galaxies spirales qui sont encore plus éloignées de la Terre, ce qui les rend plus difficiles à voir avec autant de détails.
Les activités des trous noirs au sein d’Andromède ont également été examinées de près. Fin 2017, les scientifiques ont découvert de manière inattendue deux trous noirs supermassifs en orbite étroite l’un autour de l’autre. À l’époque, l’équipe de recherche a déclaré que ces trous noirs étaient probablement les « plus étroitement couplés » de tous les supermassifs connus.
Une recherche à l’aide du télescope à rayons X Chandra de la NASA a permis de trouver 26 candidats trous noirs dans Andromède en 2013, ce qui en fait la plus grande prise de tels candidats jamais trouvée dans une autre galaxie que notre propre Voie lactée. Quarante autres trous noirs ont été repérés en 2016 grâce au Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) de la NASA, spécialisé dans les observations de rayons X.
Les scientifiques ont repéré un probable pulsar – une étoile morte qui tourne rapidement – dans Andromède en 2017. La source de rayons X a d’abord été cataloguée par le satellite Swift de la NASA comme objet Swift J0042.6+4112, puis caractérisée par NuSTAR. Les observations plus récentes ont révélé que le spectre lumineux de cet objet semble similaire à celui des pulsars de la Voie lactée.
D’autres découvertes diverses dans Andromède comprennent le suivi de la naissance et de la mort d’étoiles dans les longueurs d’onde infrarouges en 2011, la découverte d’un rayonnement gamma en 2017 qui pourrait être une indication de la matière noire, une substance qui n’est connue que par ses effets sur la matière « ordinaire » comme les galaxies, et le repérage d’un anneau de galaxies naines autour d’Andromède en 2013 – quelque chose qui pourrait également être présent autour de la Voie lactée.
Rapport complémentaire d’Elizabeth Howell, collaboratrice de Space.com
Correction : Cet article a été mis à jour le 11 mars 2019 pour inclure le nombre estimé correct d’étoiles dans la Voie lactée.
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