Le Centaure A (NGC 5128) est l'un des objets les plus étudiés du ciel austral, car c'est la galaxie elliptique géante la plus proche de notre propre Voie lactée. Il se trouve à 11 millions d'années-lumière de la Voie lactée et aurait fusionné avec une autre galaxie gazeuse il y a environ 200 à 700 millions d'années. Le résultat de ce mashup galactique: la naissance de centaines de milliers d'étoiles dans un anneau couvrant kiloparsec près du noyau.
C'est la première fois que la structure interne de la galaxie est résolue avec autant de détails. À l'aide du spectro-imageur infrarouge à grand champ SOFI (1-2,5 microns) du télescope des nouvelles technologies de l'ESO, une équipe de recherche dirigée par Jouni Kainulainen de l'Université d'Helsinki et l'Institut Max Planck pour l'astronomie a pu imaginer un grand anneau de les étoiles qui se sont formées - et continuent de se former - près du centre de la galaxie. Les sources les plus brillantes de l'anneau sont des supergéantes rouges ou des amas d'étoiles de faible masse.
«Il est important de noter que ce n'est pas de manière décisive l'instrument (le télescope ou l'instrument qui lui est attaché) qui nous permet de voir à travers la poussière, mais la technique d'analyse des données qui est utilisée pour analyser les images prises avec. Bien sûr, l'instrument joue un grand rôle dans le sens où des images de haute qualité sont nécessaires pour effectuer l'analyse », a déclaré le Dr Kainulainen dans une interview par e-mail.
«Il y a une différence fondamentale entre les images que nous utilisons dans notre papier et les images Spitzer: la longueur d'onde que couvrent les images. Dans les images que nous avons utilisées dans notre travail, la piste de poussière du Centaurus A se présente comme «une ombre», ou plus précisément, comme une caractéristique d'absorption (la longueur d'onde est de 1-2 micromètres). Les images Spitzer représentent des longueurs d'onde un peu plus longues et montrent le rayonnement émis par la poussière elle-même. À titre d'exemple concret, l'image Spitzer la plus célèbre de Centaurus A… montre une structure de type parallélogramme, mais l'image décrit le rayonnement principalement de la poussière, pas des étoiles », a-t-il déclaré.
Il y a une grande piste de poussière en forme de S ou de barre traversant le centre du Centaurus A qui obscurcit les observations dans le spectre de la lumière visible. Comme le montre l'image ci-dessous, la structure annulaire de la formation des étoiles est masquée par la poussière, mais visible dans le proche infrarouge.
Centaurus A est censé abriter un trou noir supermassif qui a la masse de 200 millions de soleils en son cœur, comme en témoignent les émissions radio diffusées par la galaxie. Les images précédentes de la galaxie du télescope spatial Spitzer, de l'observatoire spatial infrarouge de l'ESA et du télescope spatial Hubble ont révélé certains aspects de la structure de la galaxie. Les yeux infrarouges de Spitzer ont regardé à mi-chemin à travers la poussière pour montrer un parallélogramme déformé, dont la cause est la perturbation gravitationnelle causée par la fusion du Centaurus A avec une galaxie spirale plus petite.
La présence d'anneaux tels que celui vu dans Centaurus A n'est probablement pas commun parmi d'autres galaxies elliptiques, mais d'autres galaxies de ce type sont connues pour exister. Il est possible qu’elles ne soient présentes que pendant certaines périodes de la formation d’une galaxie elliptique après sa fusion avec une autre galaxie.
Le Dr Kainulainen a commenté cette possibilité: «Il faut considérer que voir une structure annulaire si brillante est probablement assez critique en termes de temps. On pense que les anneaux sont induits par «un événement violent» de fusion de galaxies, et ils peuvent évoluer assez rapidement vers quelque chose qui ne ressemble plus à un anneau clair et brillant. Par conséquent, ils pourraient en fait être assez courants pour fusionner des galaxies, mais ils "ne durent" que si peu de temps que nous ne les voyons pas dans autant de galaxies. "
La technique d'analyse utilisée par l'équipe pourrait être appliquée à d'autres galaxies pour résoudre les structures de formation précédemment cachées par la poussière et fournir plus d'informations sur la façon dont les événements violents modifient la formation des galaxies elliptiques.
«Potentiellement, la technique peut être appliquée à toute galaxie relativement proche présentant des caractéristiques de poussière proéminentes. De telles cibles pourraient être M31, M83, M51, Fornax A, ou toute galaxie contenant de la poussière de même taille et brillante. Pour des raisons géométriques, Centaurus A était une cible très appropriée pour appliquer la méthode. Ce sera plus difficile dans le cas, par exemple, des galaxies spirales normales. Cependant, nous avons déjà expérimenté de telles galaxies et nous sentons positifs quant aux possibilités qu'elles offrent », a déclaré le Dr Kainulainen.
L'image saisissante de l'anneau de formation d'étoiles du Centaure A était un résultat quelque peu surprenant de l'imagerie que les astronomes ont prise de la galaxie, bien qu'il y ait eu des indices à partir d'images prises par d'autres télescopes que la formation stellaire était présente dans le noyau obscurci et poussiéreux.
Le Dr Kainulainen a déclaré: «Il était très surprenant que la structure contienne tant d'étoiles et d'activité de formation d'étoiles, et que nous ayons pu la révéler avec autant de détails. Cependant, on s'attendait à ce qu'une structure de ce type existe là-bas et contienne au moins une certaine formation d'étoiles. Cela était évident, par exemple, à partir des images Spitzer antérieures. Mais quand j'ai vu pour la première fois notre résultat, "L'image nue de Centaurus A", sur mon écran d'ordinateur, c'était vraiment un grand sentiment WOW! "
D'autres observations de Centaurus A sont certainement destinées à explorer davantage la structure de l'anneau stellaire et la dynamique gravitationnelle qui a permis sa formation.
«Nos plans incluent des observations avec le Very Large Telescope (European Southern Observatory) et le Hubble Space Telescope. Dans ce travail, les informations que nous avons obtenues sur la voie de la poussière dans notre lettre publiée joueront un rôle important. Les observations prévues visent notamment à déterminer depuis combien de temps et dans quelle ampleur la structure a formé des étoiles dans le passé. Ces informations aideront à comprendre le processus de fusion des galaxies, ce qui n'est pas un événement rare dans l'Univers.
Le Dr Kainulainen et son équipe ont publié leurs résultats dans une lettre à Astronomy & Astrophysics, publiée en ligne le 2 juillet 2009. Le texte intégral de la lettre est disponible ici.
Source: ESO, Astronomie et astrophysique, entretien par e-mail avec Jouni Kainulainen
