QUE SONT LES NUAGES MAGELLANIQUES?

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Depuis les temps anciens, les êtres humains regardent le ciel nocturne et sont étonnés par les objets célestes qui les regardent. Alors que ces objets étaient autrefois considérés comme de nature divine, et plus tard confondus avec des comètes ou d'autres phénomènes astrologiques, l'observation continue et les améliorations de l'instrumentation ont conduit à identifier ces objets pour ce qu'ils sont.

Par exemple, il y a les petits et les grands nuages magellaniques, deux gros nuages d'étoiles et de gaz qui peuvent être vus à l'œil nu dans l'hémisphère sud. Situés à une distance de 200 000 et 160 000 années-lumière de la galaxie de la voie lactée (respectivement), la vraie nature de ces objets n'est connue que depuis environ un siècle. Et pourtant, ces objets ont encore des mystères qui n'ont pas encore été résolus.

Les caractéristiques:

Le Grand Nuage de Magellan (LMC) et le Petit Nuage de Magellan voisin (SMC) sont des régions étoilées qui gravitent autour de notre galaxie et ressemblent visiblement à des morceaux détachés de la Voie Lactée. Bien qu'ils soient séparés de 21 degrés dans le ciel nocturne - environ 42 fois la largeur de la pleine lune - leur vraie distance est d'environ 75 000 années-lumière les uns des autres.

Le Grand Nuage de Magellan est situé à environ 160 000 années-lumière de la Voie lactée, dans la constellation du Dorado. Cela en fait la 3e galaxie la plus proche de nous, derrière les galaxies Sagittarius Dwarf et Canis Major Dwarf. Pendant ce temps, le petit nuage magellanique est situé dans la constellation de Tucana, à environ 200 000 années-lumière.

Le LMC est à peu près le double du diamètre du SMC, mesurant environ 14 000 années-lumière contre 7 000 années-lumière (contre 100 000 années-lumière pour la Voie lactée). Cela en fait la 4ème plus grande galaxie de notre groupe local de galaxies, après la voie lactée, Andromède et la galaxie triangulaire. Le LMC est environ 10 milliards de fois plus massif que notre Soleil (environ un dixième de la masse de la Voie lactée), tandis que le SMC équivaut à environ 7 milliards de masses solaires.

En termes de structure, les astronomes ont classé le LMC comme une galaxie de type irrégulier, mais il a une barre très proéminente en son centre. Ergo, il est possible que ce soit une spirale barrée avant ses interactions gravitationnelles avec la Voie lactée. Le SMC contient également une structure en barre centrale et il est supposé que c'était aussi une fois une galaxie spirale barrée qui a été perturbée par la Voie lactée pour devenir quelque peu irrégulière.

Mis à part leur structure différente et leur masse inférieure, ils diffèrent de notre galaxie de deux manières principales. Premièrement, ils sont riches en gaz - ce qui signifie qu'une fraction plus élevée de leur masse est l'hydrogène et l'hélium - et ils ont une mauvaise métallicité (ce qui signifie que leurs étoiles sont moins riches en métaux que la Voie lactée). Les deux possèdent des nébuleuses et de jeunes populations stellaires, mais sont constituées d'étoiles qui vont du très jeune au très vieux.

En fait, cette abondance de gaz est ce qui garantit que les nuages magellaniques sont capables de créer de nouvelles étoiles, certaines n'ayant que quelques centaines de millions d'années. Cela est particulièrement vrai du LMC, qui produit de nouvelles étoiles en grande quantité. Un bon exemple de cela est la nébuleuse de la Tarentule rougeoyante, une gigantesque région de formation d'étoiles qui se trouve à 160 000 années-lumière de la Terre.

Les astronomes estiment que les nuages magellaniques se sont formés il y a environ 13 milliards d'années, à peu près au même moment que la galaxie de la voie lactée. On pense également depuis un certain temps que les nuages de Magellan gravitent autour de la voie lactée à proximité de leurs distances actuelles. Cependant, des preuves observationnelles et théoriques suggèrent que les nuages ont été considérablement déformés par les interactions des marées avec la Voie lactée alors qu'ils se déplacent à proximité.

Cela indique qu'il est peu probable qu'ils se soient aussi souvent rapprochés de la Voie lactée qu'aujourd'hui. Par exemple, des mesures effectuées avec le télescope spatial Hubble en 2006 ont suggéré que les nuages magellaniques pourraient se déplacer trop rapidement pour être des compagnons à long terme de la Voie lactée. En fait, leurs orbites excentriques autour de la Voie lactée semblent indiquer qu'elles ne se sont rapprochées de notre galaxie qu'une seule fois depuis le début de l'univers.

Cela a été suivi en 2010 par une étude qui a indiqué que les nuages magellaniques pourraient être des nuages qui ont probablement été expulsés de la galaxie d'Andromède dans le passé. Les interactions entre les nuages magellaniques et la voie lactée sont mises en évidence par leur structure et les flux d'hydrogène neutre qui les relie. Leur gravité a également affecté la Voie lactée, déformant les parties extérieures du disque galactique.

Histoire de l'observation:

Dans l'hémisphère sud, les nuages magellaniques faisaient partie de la tradition et de la mythologie des habitants indigènes, y compris les aborigènes australiens, les Maoris de Nouvelle-Zélande et les Polynésiens du Pacifique Sud. Pour ces derniers, ils ont servi de marqueurs de navigation importants, tandis que les Maoris les ont utilisés comme prédicteurs des vents.

Alors que l'étude des nuages de Magellan remonte au 1er millénaire avant notre ère, le premier enregistrement survivant provient de l'astronome persan Al Sufi du 10e siècle. Dans son traité de 964, Livre des étoiles fixes, il a appelé le LMC al-Bakr ("Le Mouton") "des Arabes du sud". Il a également noté que le nuage n'était pas visible depuis le nord de l'Arabie ou de Bagdad, mais pouvait être vu à l'extrémité sud de la péninsule arabique.

À la fin du XVe siècle, les Européens auraient pris connaissance des nuages magellaniques grâce aux missions d'exploration et de commerce qui les ont emmenés au sud de l'équateur. Par exemple, les marins portugais et néerlandais les ont connus sous le nom de Cape Clouds, car ils ne pouvaient être vus que lorsqu'ils naviguaient autour du cap Horn (Amérique du Sud) et du cap de Bonne-Espérance (Afrique du Sud).

Au cours de la circumnavigation de la Terre par Ferdinand Magellan (1519–22), les nuages magellaniques ont été décrits par le vénitien Antonio Pigafetta (chroniqueur de Magellan) comme des amas d'étoiles sombres. En 1603, le cartographe céleste allemand Johann Bayer publie son atlas céleste Uranometria, où il a nommé le petit nuage "Nebecula Minor" (latin pour "Little Cloud").

Entre 1834 et 1838, l'astronome anglais John Herschel a effectué des relevés du ciel sud depuis l'Observatoire royal du Cap de Bonne-Espérance. Tout en observant le SMC, il l'a décrit comme une masse nuageuse de lumière avec une forme ovale et un centre lumineux, et a catalogué une concentration de 37 nébuleuses et amas en son sein.

En 1891, l'Observatoire du Harvard College a ouvert une station d'observation dans le sud du Pérou. De 1893 à 1906, les astronomes ont utilisé le télescope de 61 cm (24 pouces) de l'observatoire pour étudier et photographier le LMC et le SMC. L'une de ces astronomes était Henriette Swan Leavitt, qui a utilisé l'observatoire pour découvrir les étoiles variables Cephied dans le SMC.

Ses résultats ont été publiés en 1908, une étude intitulée «1777 variables dans les nuages magellaniques», dans laquelle elle a montré la relation entre la période de variabilité de ces étoiles et la luminosité - qui est devenue un moyen très fiable de déterminer la distance. Cela a permis de déterminer la distance des SMC et est devenu la méthode standard de mesure de la distance aux autres galaxies dans les décennies à venir.

Comme indiqué précédemment, en 2006, les mesures prises en poursuivant le télescope spatial Hubble ont été annoncées, ce qui suggérait que les grands et petits nuages magellaniques se déplaçaient trop vite pour être en orbite autour de la Voie lactée. Cela a donné lieu à la théorie selon laquelle ils sont originaires d'une autre galaxie, très probablement Andromède, et ont été expulsés lors d'une fusion galactique.

Compte tenu de leur composition, ces nuages - en particulier le LMC - continueront de faire de nouvelles étoiles pendant un certain temps encore. Et finalement, dans des millions d'années, ces nuages pourraient fusionner avec notre propre galaxie de la Voie lactée. Ou, ils pourraient continuer à nous mettre en orbite, passant assez près pour aspirer l'hydrogène et continuer leur processus de formation d'étoiles.

Mais dans quelques milliards d'années, lorsque la galaxie d'Andromède entrera en collision avec la nôtre, ils pourraient ne pas avoir d'autre choix que de fusionner avec la galaxie géante qui en résulte. On pourrait dire qu'Andromède regrette de les avoir crachés, et vient les récupérer!

Nous avons écrit de nombreux articles sur Magellanic Clouds for Space Magazine. Voici ce qu'est le petit nuage magellanique?, Qu'est-ce que le grand nuage magellanique?, Volé: Nuages magellaniques - Retour à Andromède, Les nuages magellaniques sont là pour la première fois.

Si vous souhaitez plus d'informations sur les galaxies, consultez les communiqués de presse de Hubblesite sur les galaxies et la page scientifique de la NASA sur les galaxies.

Nous avons également enregistré un épisode d'Astronomy Cast about galaxies - Episode 97: Galaxies.

Sources: