Première découverte d'une barre en rotation lente dans une galaxie spirale

De nouvelles observations réalisées par Olivier Hernandez, chercheur à l’Université de Montréal, membre du Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ) et Laurent Chemin, chercheur à l’Observatoire de Paris, ont permis de mettre en évidence pour la première fois une barre d’étoiles en rotation lente dans une galaxie spirale. La galaxie observée, qui répond au nom de UGC 628, a aussi la particularité d'être une galaxie à faible brillance de surface dont la masse est dominée entièrement par la matière noire.

Depuis un peu plus d'une décennie, les observations de la cinématique des galaxies spirales montrent que les barres d'étoiles au centre des galaxies sont en rotation rapide. Ces mesures concernent presque exclusivement des galaxies spirales brillantes de type morphologique précoce, telles que les galaxies lenticulaires (S0), possédant un gros noyau d’étoiles et très peu de gaz. La dénomination de galaxie de type précoce provient de la classification faite par Edwin Hubble pour représenter les galaxies depuis les elliptiques jusqu’aux spirales et irrégulières de type tardif.

La galaxie UGC 628, une galaxie à faible brillance de surface - image ci dessous - (Une galaxie à faible brillance de surface (LSB en anglais pour Low Surface Brightness) est une galaxie qui diffuse moins de lumière que les galaxies dites normales comme notre galaxie.) a été observée par interférométrie optique de type Fabry-Perot dans le domaine visible avec l'instrument FaNTOmM (http://www.astro.umontreal.ca/fantomm/), construit pour et par l’Observatoire du mont Mégantic, et installé sur le télescope de 3.6m Canada-France-Hawaii. Cette galaxie, située à 230 millions d’années lumière, est une galaxie de type tardif, possédant beaucoup de gaz et n’ayant quasiment pas de noyau.

Grâce à FanTOmM et à une méthode développée par Olivier Hernandez, il a été possible de déterminer que la barre de galaxie effectuait un tour en environ 550 millions d’années. Cette vitesse est la plus faible jamais observée jusqu'à présent pour une barre d'étoiles au centre d’une galaxie et implique que UGC 628 abrite une barre lente. À titre d’exemple, une galaxie comme notre Voie Lactée possède une barre qui effectue un tour en 250 millions d’années (2 fois plus rapide donc !).

Bien que cette mesure reste pour le moment un cas très isolé, la découverte d'une barre si lente dans une galaxie de type tardif tend à montrer qu'il existe une corrélation entre la vitesse angulaire des barres et le type morphologique des galaxies : la vitesse angulaire décroît du type précoce vers le type tardif. Une des explications favorisée serait la présence d'une forte composante de matière sombre dans la galaxie UGC 628, qui contribue vraisemblablement à ralentir la rotation de la barre. D'une manière générale, cette découverte est une des premières observations qui corrobore entièrement les résultats des nombreuses simulations numériques retraçant l'évolution de galaxies barrées.

L’article sera publié dans la prestigieuse revue Astronomy & Astrophysics, il a été accepté pour publication le 23 avril 2009. Un exemplaire de l’article peut être récupéré sur le site suivant : http://xxx.lanl.gov/abs/0904.3442

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Olivier Hernandez