Personne ne s’attendait à ça : une galaxie toute proche est étirée par une force d’origine inconnue !

Dans un communiqué de l’Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne au début de l’année 2025, la directrice de la Science de l’ESA Carole Mundell, avait déclaré au sujet du satellite Gaia lancé le 19 décembre 2013 : « Nous marquons aujourd’hui la fin des observations scientifiques, et nous célébrons cette incroyable mission qui a dépassé toutes nos attentes, avec une durée de vie presque deux fois supérieure à celle initialement prévue. La mine de données collectées par GaiaGaia nous a donné des informations uniques sur l’origine et l’évolution de notre Galaxie, la Voie lactée, et a également transformé l’astrophysique et la science du Système solaire d’une manière que nous n’évaluons pas encore pleinement. Gaia s’appuie sur une excellence européenne unique en matièrematière d’astrométrie et laissera un héritage durable aux générations futures. »

Des céphéides dans le Petit Nuage de Magellan

Le communiqué rappelait que Gaia avait cartographié les positions, distances, mouvementsmouvements, changements de luminositéluminosité, compositions et de nombreuses autres caractéristiques d’environ deux milliards d’étoilesétoiles dans la Voie lactée, mais aussi de quelques autres objets dont les NuagesNuages de Magellan.

La séquence vidéo emmène le spectateur d’une vue panoramique du ciel austral jusqu’à une petite galaxie proche, le Petit Nuage de Magellan. Les derniers gros plans infrarouges proviennent d’une immense image très détaillée de la galaxie, prise avec le télescope infrarouge Vista de l’ESO, à l’observatoire de Paranal, au Chili. Des millions d’étoiles, de nombreux amas d’étoiles et des galaxies bien plus lointaines sont visibles. © ESO, Vista VMC/N. Risinger (skysurvey.org). Music: Astral electronic.

L’analyse des données collectées et présentes dans des catalogues allait encore livrer des découvertes pendant bien des années après la fin de la mission et on peut s’en convaincre avec un article en accès libre sur arXiv – aujourd’hui publié dans The Astrophysical Journal Letters. On le doit a des chercheurs de l’université de Nagoya, au Japon, qui annoncent avoir découvert que des étoiles variablesétoiles variables de type céphéides présentes dans le Petit Nuage de MagellanPetit Nuage de Magellan (une galaxie nainegalaxie naine voisine de la Voie lactée à environ 200 000 années-lumièreannées-lumière), se déplaçaient en direction opposée le long de deux axes distincts.

Le communiqué de l’université de Nagoya, qui accompagne la publication, précise que ces mouvements bidirectionnels complexes le long de deux axes différents indiquent que le Petit Nuage de Magellan est étiré par de multiples forces gravitationnellesforces gravitationnelles externes. En l’occurrence, il y a celles dans une direction de son plus grand voisin, le Grand Nuage de Magellan une autre galaxie naine proche de la Voie lactée, et selon un autre mécanisme actuellement d’origine inconnu dans l’autre.

Un vestige d’une collision entre les deux Nuages de Magellan ?

« Il est également possible que l’influence gravitationnelle de notre propre Voie lactée ou les effets d’une rencontre rapprochée passée entre les deux Nuages ​​de Magellan contribuent à l’étirement du Petit Nuage de Magellan », reconnait toutefois Kengo Tachihara du Département de physiquephysique de l’université de Nagoya.

« Notre découverte remet en question les théories antérieures sur la structure et la dynamique de la galaxie. Nous devons repenser les interactions entre le Petit Nuage de Magellan, le Grand Nuage de MagellanGrand Nuage de Magellan et la Voie lactée. De nouvelles simulations prenant en compte la nature non rotative du Petit Nuage de Magellan sont nécessaires pour comprendre ces relations complexes », déclare Satoya Nakano, doctorant et auteur principal de l’article publié avec ses collègues dans The Astrophysical Journal Letters.

L’étude entreprise par les astrophysiciensastrophysiciens repose sur les mesures de distance concernant environ 4 200 céphéidescéphéides, des étoiles pulsantes qui se dilatent et se contractent rythmiquement, ce qui modifie leur luminosité. Or, au début du XX^e siècle, on avait découvert que la luminosité absolue de ces étoiles variables dépendait de leurs périodes de pulsation. Connaissant cette luminosité absolue, on pouvait s’en servir comme chandelle standard, selon le jargon des astrophysiciens, en comparant la luminosité apparente avec celle, intrinsèque, donnée par la détermination des périodes de pulsation.

On s’est servi de cette méthode pour déterminer les distances des membres du « Groupe localGroupe local », qui est le groupe de plus de 60 galaxies auquel appartient la Voie lactée. Son diamètre est d’environ 10 millions d’années-lumière.

Dans le cas du Petit Nuage de Magellan, les mesures de Gaia avec les céphéides sont devenues encore plus précises, ce qui a permis à analyser des mouvements stellaires au sein de cette galaxie en prenant en compte les distances individuelles. Auparavant, on était obligé de supposer que les étoiles étaient à la même distance de la Voie lactée, ce qui entraînait d’importantes erreurs dans la détermination des mouvements stellaires.