La Voie lactée a-t-elle basculé après un choc galactique ?

Dans les années 1920, l'astronome américain Edwin Hubble démontre que la Voie lactée n'est qu'une galaxie parmi des milliards d'autres de l'Univers observable. Notre galaxie spirale contient, entre autres, des milliards d'étoiles, un trou noir supermassif - Sagittarius A* , dont l'image a été révélée le 12 mai 2022 - et de la potentielle matière noire qui, invisible, contribuerait notamment à expliquer la masse considérable des galaxies. Celle de la Voie lactée atteindrait ainsi jusqu’à 1000 milliards de fois la masse du Soleil.

Des données recueillies par le télescope Gaia de l'Agence spatiale européenne (ESA) en 2018 dévoilent cependant une histoire turbulente de notre galaxie. Celles-ci suggèrent qu'elle aurait été frappée de plein fouet par une voisine galactique naine dénommée Gaia Sausage . S'étant déroulée il y a environ 10 à 11 milliards d'années, une telle rencontre aurait généré une fusion spectaculaire.

Une étude récente - soumise à publication pour la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - réexamine cette hypothèse. Elle propose que ce choc violent aurait aussi engendré un changement d'orientation du disque de la Voie lactée de plus de 90 degrés. Ce résultat ouvre alors une fenêtre supplémentaire sur la manière dont la Voie lactée s'est assemblée durant sa longue histoire de 12 milliards d'années.

Des chercheurs de l'université de Durham ont en effet effectué des simulations à haute résolution de 25 galaxies similaires à la Voie lactée via le superordinateur COSMA. Celles-ci révèlent que leur halo - région périphérique contenant les étoiles les plus anciennes, venant de probables galaxies naines - tourne très lentement. Cette observation demeure un mystère total pour les astrophysiciens.

Les simulations cosmologiques permettent de mieux comprendre l’origine de cette rotation très lente. Elles montrent que les galaxies concernées ont connu deux bouleversements majeurs au cours de leur histoire : une collision frontale avec une galaxie naine, suivie d’un changement important de l’orientation de leur disque.

Ce scénario pourrait également s’être produit dans la Voie lactée. " Nous savons déjà que la Voie lactée a probablement expérimenté une collision violente avec sa voisine Gaia Sausage. Le disque de notre galaxie aurait donc été 'retourné' ", explique Kirill Batrakov, astronome doctorant à l'université de Durham et investigateur principal du projet de recherche, dans un communiqué . Cet épisode collisionnel aurait ainsi modifié les orbites des étoiles, leur faisant adopter une trajectoire en forme de saucisse. D'où le nom de Gaia Sausage.

Halo 18, un exemple de galaxie victime d'une collision (panneau z=1.2) et d'un changement d'orientation du disque, montré entre les panneaux z=0 et z=1.4. Chaque panneau correspond à l'évolution du système galactique en fonction du temps défini par le redshift z (ou décalage vers le rouge) - traduisant l'éloignement d'une source dû à l'expansion de l'Univers. z=0 correspond au présent tandis que les redshifts de plus grandes valeurs sont associés aux époques passées de l'Univers.