Tout comme les lunes orbitent les planètes, les planètes orbitent les étoiles et les étoiles orbitent les noyaux galactiques, les galaxies peuvent être orbitées par d’autres galaxies beaucoup plus petites. La Voie lactée possède plusieurs de ces satellites, notamment le Grand et le Petit Nuage de Magellan, les deux seuls satellites de notre galaxie visibles à l’œil nu.
Aujourd’hui, grâce aux données de Gaia – la carte la plus complète de notre ciel jamais compilée – les astronomes viennent d’en découvrir un autre. Et il est absolument énorme – aussi grand que le Grand Nuage de Magellan, soit environ un tiers de la taille de la Voie lactée.
Dans l’image ci-dessus, c’est la faible lueur en haut à gauche de l’image, située à côté de la Voie lactée (en bas à gauche), avec le Grand Nuage de Magellan en bas à droite.
Comme elle est située dans la constellation australe Antlia (la pompe), on lui a donné le nom d’Antlia 2.
Comment Antlia 2 a-t-il pu échapper à la détection pendant si longtemps, d’autant plus que le Grand Nuage de Magellan est connu depuis au moins 964 de notre ère ?
De plusieurs façons. La première est qu’il était soigneusement dissimulé derrière le disque de la Voie lactée. La deuxième est qu’il a une densité extrêmement faible, ce qui signifie qu’il n’émet pas beaucoup de lumière. En fait, il est 10 000 fois moins lumineux que le Grand Nuage de Magellan – sa représentation dans l’image ci-dessus est éclaircie, afin que nous puissions le voir.
C’est, de loin, la galaxie la plus diffuse jamais découverte. Elle est même beaucoup plus faible – environ 100 fois – que les galaxies ultra-diffuses incroyablement faibles, qui manquent de gaz de formation d’étoiles, et donc de la capacité de créer de nouvelles étoiles.
Cela pourrait signifier qu’Antlia 2 n’est que les restes d’une galaxie morte depuis longtemps. Ou, comme le dit l’astronome Gabriel Torrealba de l’Academia Sinica à Taipei : “C’est le fantôme d’une galaxie”.
L’équipe a découvert la galaxie lors d’une chasse aux satellites de la Voie lactée basée sur un type d’étoiles appelées variables RR Lyrae. Ces étoiles sont très vieilles et pauvres en métal, et on les trouve généralement dans les galaxies naines et les amas globulaires.
Comme leur nom l’indique, ce sont également des étoiles variables, ce qui signifie que leur lumière varie sur une échelle de temps très régulière – environ une demi-journée terrestre. Cela signifie qu’elles peuvent être utilisées comme bougies standard pour calculer les distances précises entre la Terre et l’étoile, comme l’a découvert Henrietta Leavitt au début du XXe siècle.
L’équipe a trouvé un groupe de ces étoiles dans les données de Gaia, mais lorsqu’elle a vérifié leur emplacement par rapport aux bases de données d’objets connus, elle a constaté qu’il n’y avait apparemment rien. Ils ont donc mené d’autres observations et sont parvenus à obtenir les spectres de 100 étoiles géantes rouges juste avant que la position d’Antlia 2 ne soit masquée par le Soleil, où elle devait rester pendant plusieurs mois.
Toutes les étoiles étudiées se déplaçaient ensemble, et c’est ainsi qu’ils ont confirmé l’existence de l’énorme Antlia 2, inconnue jusqu’alors, qui se cache au-delà de la Voie lactée.
D’après les observations de l’équipe, Antlia 2 se trouve à quelque 424 000 années-lumière de la Terre et a environ 11,2 milliards d’années. Les simulations suggèrent qu’une grande partie de sa matière a été engloutie par la Voie lactée – le même sort qui attend les nuages de Magellan.
“L’explication la plus simple pour expliquer pourquoi Ant 2 semble avoir si peu de masse aujourd’hui est qu’elle est mise en pièces par les marées galactiques de la Voie lactée”, a déclaré l’astronome Sergey Koposov de l’Université Carnegie Mellon.
“Ce qui reste inexpliqué, cependant, c’est la taille géante de l’objet. Normalement, lorsque les galaxies perdent de la masse sous l’effet des marées de la Voie lactée, elles rétrécissent et ne grandissent pas.”
Cela signifie qu’il a probablement dû commencer par être beaucoup plus grand qu’il ne l’est maintenant, bien que cela reste à déterminer. La taille d’Antlia 2 est également sujette à caution.
Comme le rapporte New Scientist, d’après l’astronome et spécialiste de RR Lyrae Gisella Clementini de l’Institut national d’astrophysique en Italie, le calcul utilisé par l’équipe pour déterminer la distance au groupe RR Lyrae comportait une erreur. Lorsque le calcul est correct, les étoiles ne sont distantes que de 260 000 années-lumière.
Mais, selon M. Torrealba, cette erreur de calcul ne modifie que la distance des étoiles RR Lyrae, et non celle des géantes rouges que l’équipe a étudiées, ce qu’elle a confirmé à l’aide de deux méthodes distinctes.
Donc, soit les étoiles RR Lyrae se trouvent devant Antlia 2, ce qui signifie que la découverte de la galaxie est le résultat d’une erreur de calcul et qu’elle est donc extrêmement chanceuse, soit elles font partie de la galaxie, mais en sont simplement le bord le plus proche.
Dans tous les cas, il ne fait aucun doute que l’équipe a découvert quelque chose d’étrange dans notre voisinage.
“Par rapport au reste de la soixantaine de satellites de la Voie lactée, Ant 2 est une curiosité”, a déclaré l’astronome Matthew Walker, également de l’université Carnegie Mellon.
“Nous nous demandons si cette galaxie n’est que la partie émergée d’un iceberg, et si la Voie lactée est entourée d’une grande population de naines presque invisibles comme celle-ci.”
L’article de l’équipe a été accepté dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, et peut être lu sur la ressource de préimpression arXiv.