Au cours de milliards d’années, les galaxies grandissent et évoluent en forgeant de nouvelles étoiles et en fusionnant avec d’autres galaxies par le biais d’événements bien nommés “d’immigration galactique”. Les astronomes tentent de découvrir l’histoire de ces événements d’immigration en étudiant les mouvements d’étoiles individuelles dans une galaxie et son halo étendu d’étoiles et de matière noire. Une telle archéologie cosmique, cependant, n’a été possible que dans notre propre galaxie, la Voie lactée, jusqu’à présent.
Une équipe internationale de chercheurs a découvert de nouvelles preuves frappantes d’un grand événement d’immigration galactique dans la galaxie d’Andromède, le grand voisin galactique le moreover proche de la Voie lactée. Les nouveaux résultats ont été obtenus avec l’instrument spectroscopique à énergie noire (DESI) du DOE sur le télescope Nicholas U. Mayall de 4 mètres à l’observatoire countrywide de Kitt Peak, un programme du NOIRLab de la NSF.
En mesurant les mouvements de près de 7500 étoiles dans le halo intérieur de la galaxie d’Andromède, également connue sous le nom de Messier 31 (M31), l’équipe a découvert des modèles révélateurs dans les positions et les mouvements des étoiles qui ont révélé remark ces étoiles ont commencé leur vie dans le cadre d’une autre galaxie qui a fusionné avec M31 il y a approximativement 2 milliards d’années. Alors que de tels modèles ont longtemps été prédits par la théorie, ils n’ont jamais été vus avec une telle clarté dans aucune galaxie.
“Nos nouvelles observations du grand voisin galactique le plus proche de la Voie lactée, la galaxie d’Andromède, révèlent des preuves d’un événement d’immigration galactique avec des détails exquis”, a expliqué Arjun Dey, astronome au NOIRLab de la NSF et auteur principal de l’article présentant cette recherche. “Bien que le ciel nocturne puisse sembler immuable, l’Univers est un endroit dynamique. Des galaxies comme M31 et notre Voie lactée sont construites à partir des éléments constitutifs de nombreuses galaxies furthermore petites au cours de l’histoire cosmique.”
“Nous n’avons jamais vu cela aussi clairement dans les mouvements des étoiles, et nous n’avions pas non in addition vu certaines des constructions résultant de cette fusion”, a déclaré Sergey Koposov, astrophysicien à l’Université d’Edimbourg et co-auteur de l’article. “Notre image émergente est que l’histoire de la galaxie d’Andromède est similaire à celle de notre propre galaxie, la Voie lactée. Les halos intérieurs des deux galaxies sont dominés par un seul événement d’immigration.”
Cette recherche éclaire non seulement l’histoire de nos voisins galactiques, mais aussi l’histoire de notre propre galaxie. La plupart des étoiles du halo de la Voie lactée se sont formées dans une autre galaxie et ont ensuite migré dans la nôtre lors d’une fusion galactique il y a 8 à 10 milliards d’années. L’étude des reliques d’une fusion de galaxies similaire, mais moreover récente, dans M31 donne aux astronomes une fenêtre sur l’un des événements majeurs du passé de la Voie lactée.
Pour retracer l’histoire de la migration en M31, l’équipe s’est tournée vers DESI. DESI a été construit pour cartographier des dizaines de thousands and thousands de galaxies et de quasars dans l’Univers proche afin de mesurer l’effet de l’énergie noire sur l’expansion de l’Univers. C’est le spectrographe multi-objets le as well as puissant au monde et il est able de mesurer les spectres de in addition de 100 000 galaxies par nuit. Cependant, les capacités de classe mondiale de DESI peuvent également être utilisées additionally près de chez nous, et l’instrument a été important pour l’enquête de l’équipe sur M31.
“Cette science n’aurait pu être réalisée dans aucune autre installation au monde. L’efficacité, le débit et le champ de eyesight incroyables de DESI en font le meilleur système au monde pour effectuer une enquête sur les étoiles de la galaxie d’Andromède”, a déclaré Dey.. “En seulement quelques heures d’observation, DESI a pu dépasser in addition d’une décennie de spectroscopie avec des télescopes beaucoup moreover grands.”
Même si le télescope Mayall a été achevé il y a 50 ans (il a réalisé sa première lumière en 1973), il reste une set up astronomique de classe mondiale grâce à des mises à niveau continues et à une instrumentation de pointe. “Cinquante ans sonnent comme une longue période, et on pourrait naïvement penser que c’est la durée de vie naturelle d’une installation”, a déclaré le co-auteur Joan R. Najita, également au NOIRLab. “Mais avec le renouvellement et la réutilisation, un télescope vénérable comme le Mayall peut continuer à faire des découvertes étonnantes malgré sa taille relativement petite par rapport aux normes d’aujourd’hui.”
La recherche a été menée en collaboration avec deux étudiants de premier cycle de l’Université de Harvard, Gabriel Maxemin et Joshua Josephy-Zack, qui se sont connectés au projet par le biais du Radcliffe Institute for Innovative Analyze. Najita a été Radcliffe Fellow de 2021 à 2022.
L’équipe prévoit maintenant d’utiliser les capacités inégalées de DESI et du télescope Mayall pour explorer davantage d’étoiles périphériques de M31, dans le but de révéler sa structure et son histoire d’immigration avec des détails sans précédent.
“C’est incroyable que nous puissions regarder le ciel et lire des milliards d’années de l’histoire d’une autre galaxie telle qu’elle est écrite dans les mouvements de ses étoiles – chaque étoile raconte une partie de l’histoire”, a conclu Najita. “Nos observations initiales ont dépassé nos attentes les plus folles et nous espérons maintenant mener une enquête sur l’ensemble du halo M31 avec DESI. Qui sait quelles nouvelles découvertes nous attendent ! “