Découverte du plus faible satellite de la Voie lactée.
Vue de la galaxie UMa3/U1 dans plusieurs relevés astronomiques : PanSTARRS DR1 (en haut à gauche), DESI Legacy survey (en haut à droite), DECaLS DR5 (en bas à gauche), et SDSS9 (en bas à droite). L’ellipse rouge correspond à la dimension indiquée dans l’article.
Les galaxies sont généralement considérées comme des collections majestueuses de milliards d’étoiles, souvent disposées en disque, qui hébergent de majestueux bras spiraux au sein desquels se forment de nouvelles étoiles. Mais les galaxies couvrent une large gamme de masses: les plus massives contiennent des centaines de milliards d’étoiles, tandis qu’à l’autre extrémité on connaît des galaxies qui ne contiennent que quelques milliers d’étoiles.
Une équipe internationale de scientifiques qui incluent des chercheurs de l’Observatoire astronomique de Strasbourg rapporte dans le journal The Astrophysical Journal la découverte d’un groupe d’étoiles anciennes qui forment un satellite en orbite autour de la Voie lactée. Ce groupe, repéré dans les données du relevé « Ultraviolet Near-Infrared Optical Northern Survey » (UNIONS) obtenues grâce au Télescope Canada-France-Hawaï (CFHT), et confirmé par les données de suivi des observatoires W.M. Keck, se compose de seulement quelques douzaines d’étoiles brillantes réparties sur un volume de seulement 10 années-lumière. C’est infime comparé à la Voie Lactée, qui contient plus de cent milliards d’étoiles et mesure cent mille années-lumière.
L’objet, nommé Ursa Major 3/UNIONS 1 (ou UMa3/U1 en bref), est constitué d’étoiles vieilles de plus de 10 milliards d’années. Il s’agit soit de l’amas d’étoiles anciennes le plus faible connu à ce jour, soit de la galaxie naine la plus sombre jamais découverte.
Si UMa3/U1 est un simple amas d’étoiles, nous l’observons très probablement au cours des toutes dernières étapes de son existence, alors que les forces de marée produites par la Voie Lactée finissent de le déchiqueter. Ce processus de destruction est constant depuis la formation de notre Galaxie et de tels événements ont contribué à construire les environs de la Voie Lactée, son « halo » stellaire. La découverte d’UMa3/U1 en fin de vie permettra de comprendre à quelle fréquence de tels événements se produisent encore aujourd’hui et quelles sont les limites des amas stellaires.
Le deuxième scenario qui indique que UMa3/U1 est une galaxie extrême est le plus excitant, car la présence de satellites anciens, très sombres et fortement dominés par la matière noire est une prédiction fondamentale du modèle cosmologique actuellement privilégié ΛCDM. Celui-ci prédit que des galaxies comme la Voie lactée ont accumulé des centaines de satellites au cours de leur formation et de leur assemblage. Confirmer la présence de matière noire dans UMa3/U1 est donc essentiel pour élucider son origine. La confirmation directe nécessite des spectres stellaires de très grande qualité qui ne sont pas encore disponibles.
Quelle que soit la véritable nature d’UMa3/U1, la découverte même d’un satellite aussi extrême autour de la Voie Lactée témoigne de la qualité de la cartographie photométrique fournie par UNIONS et du fait que d’autres satellites de la Voie Lactée attendent encore d’être découverts.
Article: The Discovery of the Faintest Known Milky Way Satellite Using UNIONS, Smith et al., 2024, ApJ, 961, 92.
Contact scientifique: Nicolas Martin nicolas.martin@astro.unistra.fr