Les multiples visages des galaxies actuelles : leurs morphologies racontent leur évolution
Les grandes classes morphologiques de galaxies fascinent les astronomes depuis leur découverte. Une nouvelle analyse menée par Louis Quilley, doctorant (Sorbonne Université), et Valérie de Lapparent, chercheuse de l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP), établit un lien physique entre l’ordre des différents types de la fameuse séquence de Hubble, et l’évolution systématique des galaxies.
Cette analyse montre pour la première fois que la trajectoire des galaxies à travers la plaine verte, la zone de transition à travers laquelle les galaxies évoluent de la formation de nombreuses nouvelles étoiles à un état quiescent, est étroitement liée aux types morphologiques, faisant de la séquence de Hubble une séquence évolutive inverse. Ces résultats ont été publiés le 27 octobre 2022 dans Astronomy and Astrophysics.
Moins d'un siècle auparavant, en 1926, l’astronome américain Edwin Hubble publie une classification morphologique des galaxies qui regroupe les différents objets qu'il a observés en fonction de leur forme et des détails qu’ils contiennent. Un ordonnancement est choisi et constitue une séquence allant des galaxies elliptiques, aux lenticulaires, spirales et irrégulières. Plus tard enrichi par Gérard de Vaucouleurs et Allan Sandage, la séquence de Hubble demeure un outil de classification des galaxies de référence, encore utilisé de nos jours par les astronomes. À l’époque, les astronomes s'étaient demandé si cette séquence de types reflétait le stade évolutif des galaxies. À la fin du siècle, les simulations numériques montrèrent que les premières galaxies le long de la séquence, les elliptiques, pouvaient être le résultat des fusions de galaxies spirales, plus avancées sur la séquence.
Pour mener l'étude, les astrophysiciens ont utilisé le catalogue EFIGI (« Extraction de Formes Idéalisées de Galaxies en Imagerie ») de 4458 galaxies proches, dont la classification visuelle, coordonnée par des astronomes de l’IAP fut publiée en 2011. Cette classification utilise les images numériques du relevé Sloan Digital Sky Survey (SDSS) et bénéficie de la richesse de détails qu’elles fournissent pour les galaxies proches. La nouvelle analyse exploite par ailleurs le nouveau logiciel SourceXtractor++, développé pour le télescope spatial Euclid (prévu pour un lancement en 2023), et qui permet de mesurer avec fiabilité et précision la répartition de la lumière à l’intérieur de chaque galaxie. Ces mesures dans le domaine optique furent complémentées par des données obtenues dans l’ultraviolet par le télescope spatial Galaxy Evolution Explorer (GALEX), afin de calculer les couleurs des galaxies, et par la même, d’évaluer à quel rythme elles forment des étoiles. Enfin, le logiciel Z-PEG basé sur les scénarios théoriques d’évolution des galaxies PÉGASE.2, tous développés à l’IAP, ont été utilisé pour estimer la masse de chaque galaxie.
Le travail de Louis Quilley et Valérie de Lapparent (CNRS, Sorbonne Université) apporte aujourd’hui une réponse décisive : la séquence de Hubble est une séquence inversée de l’évolution des galaxies.
Extraits de l'article de l'Institut d'Astrophysique de Paris (IAP)