Antlia 2, le “fantôme d’une galaxie ” en orbite autour de la Voie lactée, est un cheval noir à plus d’un titre. Non seulement elle est si faible qu’elle n’a été découverte que l’année dernière, mais elle pourrait maintenant être responsable de curieuses ondulations dans le gaz d’hydrogène qui constitue le disque externe de la Voie lactée.
Selon une nouvelle étude, la position actuelle d’Antlia 2 est compatible avec une collision avec la Voie lactée il y a des centaines de millions d’années, qui aurait pu produire les perturbations que nous observons aujourd’hui. L’article a été soumis pour publication et est en cours d’examen par les pairs.
Antlia 2 a été un peu une surprise lorsqu’elle est apparue dans la deuxième publication des données de la mission Gaia l’année dernière. Elle est très proche de la Voie lactée – l’une de nos galaxies satellites – et absolument énorme, de la taille du Grand Nuage de Magellan.
Mais elle est incroyablement diffuse et faible, et cachée par le disque galactique, ce qui lui a permis d’échapper à la détection.
Cette publication de données a également montré de manière plus détaillée les ondulations du disque de la Voie lactée. Mais les astronomes étaient déjà au courant des perturbations dans cette région du disque depuis plusieurs années, même si les données n’étaient pas aussi claires que celles fournies par Gaia.
C’est sur la base de ces informations antérieures qu’en 2009, l’astrophysicien Sukanya Chakrabarti, de l’Institut de technologie de Rochester, et ses collègues ont prédit l’existence d’une galaxie naine dominée par la matière noire à l’endroit exact où Antlia 2 a été découverte près de dix ans plus tard
À l’aide des nouvelles données Gaia, l’équipe a calculé la trajectoire passée d’Antlia 2 et a effectué une série de simulations. Celles-ci ont permis d’obtenir non seulement la position actuelle de la galaxie naine, mais aussi les ondulations du disque de la Voie lactée à la suite d’une collision survenue il y a moins d’un milliard d’années.
Auparavant, une autre équipe de chercheurs avait attribué ces perturbations à une interaction avec la galaxie sphéroïdale naine du Sagittaire, un autre satellite de la Voie lactée.
Chakrabarti et son équipe ont également effectué des simulations de ce scénario, et ont constaté que la gravité de la galaxie du Sagittaire n’est probablement pas assez forte pour produire les effets observés par Gaia.
“Ainsi”, écrivent les chercheurs dans leur article, “nous soutenons qu’Antlia 2 est le moteur probable des grandes perturbations observées dans le disque de gaz externe de la galaxie.”
De précédentes simulations effectuées par l’équipe qui a découvert Antlia 2 suggéraient qu’une grande partie de la matière de la galaxie naine a, au fil du temps, été absorbée par des interactions de marée avec la Voie lactée. Si les deux galaxies sont entrées en collision, c’est une façon possible de transférer au moins une partie de la matière.
Et, si les deux sont entrés en collision, cela permettra aux astronomes de retracer l’histoire de la galaxie naine, ce qui pourrait éclairer le profil de sa matière noire. Alors que, la plupart du temps, la matière noire a tendance à se regrouper dans les centres galactiques, l’extraordinaire diffusion d’Antlia 2 pourrait signifier qu’elle abrite une distribution différente.
Et la précédente prédiction de Chakrabarti était fortement tributaire de la présence de matière noire.
“Si Antlia 2 est la galaxie naine que nous avions prédite, vous savez quelle devait être son orbite. Vous savez qu’elle devait être proche du disque galactique”, a-t-elle déclaré.
“Cela impose donc des contraintes strictes, non seulement sur la masse, mais aussi sur son profil de densité. Cela signifie qu’en fin de compte, vous pourriez utiliser Antlia 2 comme un laboratoire unique pour en apprendre davantage sur la nature de la matière noire.”
Il est toujours possible que quelque chose d’autre ait créé les ondulations, mais l’équipe y a également pensé. En se basant sur leur reconstruction des événements passés, ils ont prédit les positions futures des étoiles d’Antlia 2.
La prochaine publication des données Gaia est prévue dans un an ou deux. Si ces données correspondent aux prédictions de l’équipe, elles donneront un poids considérable à la théorie.
La recherche a été soumise à The Astrophysical Journal Letters et a été publiée sur arXiv.