Galaxies en interaction

L'interaction de galaxies est le résultat de la perturbation d'une galaxie par le champ gravitationnel d'une deuxième et réciproquement. Un exemple d'interaction mineure est le cas d'une galaxie satellite perturbant les bras d'une galaxie spirale primaire. Un exemple majeur d'une interaction serait la collision et la réunion de deux galaxies. À notre échelle, les galaxies sont tellement loin que nous avons peine à nous imaginer la distance, mais à l'échelle galactique, certaines sont plus proches que d'autres, ce qui donne lieu à des interactions massives.

La collision de deux galaxies est une chose ordinaire dans l'évolution de celles-ci^[1]. Une collision se produit lorsque deux galaxies se heurtent avec une vitesse suffisante pour pouvoir poursuivre leur route. Lors d'une collision, les étoiles des deux galaxies n'entrent généralement pas en collision les unes avec les autres. En revanche, le gaz et la poussière interagissent. Cette interaction compresse et perturbe le milieu interstellaire, ce qui le réchauffe. Cela peut déclencher un starburst chez l'une des deux (voire les deux) galaxies.

Après la collision, les galaxies peuvent voir leur trajectoire déviée, mais, plus important, leur forme s'en retrouve significativement altérée.

Les collisions sont moins violentes que les fusions puisque les deux galaxies peuvent toujours se re-séparer après la collision.

L'interaction galactique la plus violente est la fusion galactique. Celle-ci se produit lorsque le moment angulaire relatif des deux galaxies avançant l'une sur l'autre n'est pas suffisamment élevé pour permettre la libération d'une des galaxies de l'emprise de l'autre. À vrai dire, les paramètres exacts provoquant une fusion sont très nombreux (angle de collision, vitesse, masse/taille/composition relatives, pour ne citer qu'eux) et constituent un domaine actif de la recherche.

Bien que les fusions galactiques n'entrainent pas la collision d'étoiles, les interactions gravitationnelles entre les galaxies concernées ainsi que les frictions entre leur gaz et leur poussière ont des effets majeurs sur le « métabolisme » des galaxies. Le résultat final d'une fusion dépend également de beaucoup de paramètres, mais dans la plupart des cas, les deux galaxies fusionnent en une galaxie unique plus grande. La galaxie d'Andromède et ses galaxies naines sont sujettes à une théorie explorant l'idée d'une fusion majeure il y a des milliards d'années. Les astronomes de l'Observatoire de Paris, l'Université de Bonn et l'observatoire de Pékin ont observé des petites galaxies satellitaires qui orbitent selon un ordre très précis autour d'Andromède. Une des façons d'expliquer ce phénomène serait, selon eux, qu'une fusion majeure s'est réalisée. C'est un exemple de résultat final de fusion de galaxies^[2].

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  Les galaxies des Antennes, une paire de galaxies en interaction allant probablement fusionner dans 400 millions d'années^[3].
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  Les mêmes galaxies Antennes, avec leurs panaches d'étoiles.

Dans le cas où une des deux galaxies est beaucoup plus petite que l'autre, la fusion s'apparente à du « cannibalisme galactique ». La galaxie la plus grande demeure relativement inchangée alors que la plus petite est littéralement disloquée à l'intérieur de l'autre. Il n'est pas rare qu'une telle interaction se produise entre une galaxie massive et ses satellites. Par exemple, la Voie lactée est actuellement en train d'absorber deux de ses satellites, à savoir les galaxies du Sagittaire et du Grand Chien.

Une galaxie géante qui interagit avec ses satellites est une situation commune. La gravité d'un satellite pourrait attirer un des bras d'une galaxie spirale primaire ; ou même, le satellite pourrait plonger dans cette primaire (c.-à-d. La galaxie naine du Sagittaire). Ceci pourrait amorcer la formation d'un amas d'étoiles. Le satellite pourrait avaler, aspirer certaines de ces étoiles primaires, ou vice-versa.

• (en) Curtis Struck, Galaxy collision, Springer Science & Business Media, 2011, 285 p. (lire en ligne)

• Galaxie elliptique
• Galaxie irrégulière
• Fusion de galaxies
• Collision entre Andromède et la Voie Lactée
• Arcturus

• (en) Galaxy Collisions
• (en) Galactic Collision Simulation [java]
• (en) « The Tadpole Galaxy from Hubble », sur Astronomy Picture of the Day, NASA, 21 juin 2021 (consulté le 20 juillet 2022) (traduction française)

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