Histoire de la galaxie M31

Quarante-trois astrophysiciens du monde entier ont analysé des données fournies par les équipements de spectroscopie obtenus par observation de notre voisin immédiat la grande galaxie d’Andromède située à 2,57 millions d’années-lumière de notre galaxie, elle-même très semblable à celle-ci.

Pour retracer l’historique de cette galaxie un détecteur spécialement conçu pour tenter de trouver l’énergie noire qui ferait partie de l’univers tel que les théories récentes le conçoivent a été utilisé pour observer quelques 7438 étoiles de cette galaxie dont la vitesse radiale autour du centre de la galaxie étaient déjà en partie connues. Le spectroscope dont est équipé le télescope de 4,2 mètres de diamètre de l’observatoire de Kitt Peak est connecté à l’analyseur par 5000 fibres optiques autorisant une étude détaillée et individualisée de chaque étoile d’intérêt et de visualiser leur vitesse de déplacement par rapport au centre de la galaxie et relative par rapport au lieu d’observation, c’est-à-dire la Terre, sachant que la galaxie M31 elle-même se rapproche de la notre à une vitesse de 300 km par seconde. Soyons rassurés tout de même puisque ces deux objets célestes ne se rencontreront que dans plus de 5 milliards d’années … Ces mesures ont également pris en compte la vitesse de déplacement de notre système solaire autour du centre de notre galaxie (251 km/seconde) ainsi que le déplacement de chacune de ces 7000 étoiles autour du centre galactique de M31. L’ensemble combiné de toutes ces vitesses se réfère au standard de repos galactique (GSR, Galactic Standard of Rest), une référence fictive utilisée par les astrophysiciens, en l’occurence le fond diffus cosmologique.

L’analyse spectroscopique de ces milliers d’étoiles hors du halo central de M31 a autorisé la visualisation du mouvement d’ensemble au sein de cette galaxie et les résultats obtenus sont spectaculaires. Le mouvement des étoiles ainsi analysées de par le déplacement de leurs raies spectrales vers le rouge, en s’éloignant de l’observateur, ou vers le bleu, en se rapprochant du même observateur (effet Doppler), selon l’angle d’observation par rapport au centre de M31, les coordonnées spatiales η et ξ exprimées en degrés montre une sorte de mouvement d’ensemble à première vue difficile à expliquer. Et pourtant la puissance de calcul des ordinateurs utilisés pour dépouiller les résultats des observations ont permis de montrer, outre les effets sur le flux géant des étoiles ayant lieu dans le halo d’étoiles entourant la structure centrale de M31 dont la cause est le champ gravitationnel des galaxies compagnons M32 et NGC205 que l’on peut distinguer sur le premier cliché de M31 en lumière visible (wikipedia), des effets de marée géants dont l’existence ne peut s’expliquer que par une collision avec une autre galaxie il y a environ 2 milliards d’années. Il s’agit de la seule explication possible pour rendre compte de ces mouvements de marée observés dans le mouvement général des étoiles étudiées. La galaxie d’Andromède ressemble à « notre » galaxie et c’est la raison pour laquelle l’attention des astrophysiciens est focalisée sur ce seul objet sidéral d’autant plus qu’elle est suffisamment proche pour pouvoir étudier individuellement un grand nombre d’étoiles de cette structure. Enfin l’instrument utilisé appelé DESI a aussi été utile pour faire une estimation de la matière noire contenue dans M31 qui est équivalente à 600 milliards de fois la masse du Soleil, la masse baryonique, c’est-à-dire constituée de particules sub-atomiques et d’atomes, de cette dernière étant évaluée à 1500 milliards de fois la masse du Soleil. 

Source : http://dx.doi.org/10.48550/arXiv.2208.11683 en accès libre.

Réflexions. Certains ténors médiatiques prétendent que par exemple la science du climat est définitive (« settled »). Il s’agit d’une chimère et à ce propos j’ose insérer ici une pensée de Pascal : « Il faut savoir douter où il faut, assurer où il faut, se soumettre où il faut. Qui ne fait ainsi n’entend pas la force de la raison. Il y en a qui pèchent contre ces trois principes, ou en assurant tout comme démonstratif, manque de se connaître en démonstration ; ou en doutant de tout, manque de savoir où il faut se soumettre ; ou en soumettant en tout, manque de savoir où il faut juger ». Le propre des scientifiques est de douter car la science est toujours en évolution. À l’époque de Blaise Pascal on ignorait ce qu’était une galaxie, il fallut attendre les années 1920 pour assister à la mise en place de la mécanique quantique avec la formulation mathématique de la structure de l’atome. Personne n’aurait imaginé que les galaxies étaient constituées de milliards d’étoiles obéissant aux lois de Kepler pour ne pas aller se perdre dans le centre de haute densité rencontré dans toute galaxie et, de même que les planètes du système solaire tournent autour de leur étoile, tourner autour de ce centre galactique. La cosmologie telle qu’on la connait aujourd’hui n’est pas une science établie ou définitive. En effet toutes les formulations mathématiques tentées pour atteindre une vision globale et synthétique de l’Univers nécessitent l’introduction de paramètres dont on ignore encore la nature, la matière noire qui dans le cas des études de la galaxie M31 expliquent de manière satisfaisante la dynamique interne de cette galaxie, mais qu’en est-il de l’énergie noire ? L’homme a tendance à tout connaître et tout expliquer sans mettre en doute ses affirmations. C’est un leurre car tout est mouvant et rien ne s’explique simplement et l’un des exemples le plus évident est la science du climat que d’aucuns considèrent comme définitivement établie. Pascal aurait glosé sur cette attitude orgueilleuse de l’homme moderne … Tout est dit dans la « pensée » figurant ci-dessus.