Galaxie ultra-diffuse
Cet article est une ébauche concernant la cosmologie.
Une galaxie ultra-diffuse (UDG, pour l'anglais ultra diffuse galaxy) est une galaxie dont la densité est extrêmement basse. Une telle galaxie ayant une taille similaire à la Voie lactée compterait en moyenne cent fois moins d'étoiles visibles, ayant une très faible luminosité, comparable à celle des galaxies naines.
Elles ont été nommées ainsi par l'astronome Pieter van Dokkum, de l'université Yale. Elles semblent relativement fréquentes, le télescope Subaru en ayant détecté un grand nombre dans l'amas de la Chevelure de Bérénice[1]. On a d'abord supposé qu'elles devaient contenir des quantités importantes de matière noire (jusqu'à 98 %) pour que leur structure résiste aux forces de marées engendrées par les galaxies normales voisines, sans contenir beaucoup d'étoiles et de matière visible. Cependant une galaxie ultra-diffuse contenant très peu de matière noire, NGC 1052-DF2, a été découverte en 2018, remettant potentiellement en cause les modèles théoriques de matière noire[2]. Une galaxie voisine découverte en 2019, NGC 1052-DF4, est également dépourvue de matière noire ou très pauvre, de même sans doute que FCC 224 et FCC 240, découvertes en 2025[3],[4].
Définition
modifierLa définition généralement retenue depuis l'étude de Pieter G. van Dokkum et al. de 2015[1] est que les galaxies ultra-diffuses (UDGs) ont un rayon effectif Reff supérieur à 1,5 kpc et une luminosité centrale de surface μg,0 plus faible que (= > à) 24 mag arcsec −2 [5]. On pense qu'en raison de leur grande taille, mais de leur faible luminosité de surface, ces galaxies ont d'une manière ou d'une autre échouées à former suffisamment d'étoiles. Cette définition sélectionne certaines des galaxies les plus extrêmes en termes de taille et de brillance de surface, bien que d'autres critères de sélection aient été suggérés depuis[6]. Certains astronomes ont même estimé que les galaxies ultra-diffuses ne sont en réalité qu'un sous-ensemble des galaxies à faible brillance de surface, comprenant des galaxies naines sphéroïdales et galaxies naines elliptiques des amas de galaxies : "these systems are considered by some as a new type of galaxy, yet we show that they are a subset of a well-established population of low-surface brightness galaxies found mostly in dense areas of the universe—clusters of galaxies" [7]. Et le choix de la définition de ce qu’est une galaxie ultra-diffuse peut affecter drastiquement quels sous-ensembles d'une population de galaxies naines sont classés comme galaxies ultra-diffuses[8].
L'étude de Francine R. Marleau et al. de 2024 portant sur les amas globulaires de 74 galaxies ultra-diffuses en donne la définition suivante : les galaxies ultra-diffuses (UDGs), caractérisées par leur faible brillance de surface et leur grande taille physique, constituent une sous-classe de galaxies naines[9].
Exemples
modifierOn peut citer comme exemples de galaxies ultra-diffuses, les galaxies MATLAS-42 et MATLAS-2019, ainsi que NGC 1052-DF9 dont la découverte a été annoncée en 2026[10].
Notes et références
modifier- 1 2 (en) Pieter G. van Dokkum, Roberto Abraham, Allison Merritt, Jielai Zhang, Marla Geha, et Charlie Conroy, « FORTY-SEVEN MILKY WAY-SIZED, EXTREMELY DIFFUSE GALAXIES IN THE COMA CLUSTER », The Astrophysical Journal Letters, vol. 798, no 2, (lire en ligne
) - ↑ DF2, la galaxie qui défie la théorie de la matière noire... et Mond !, Futura-Science
- ↑ Maria Luisa Buzzo, « Des galaxies sans matière noire », Pour la science, no 583, , p. 36-43.
- ↑ (en) Maria Luisa Buzzo, Duncan A. Forbes, Aaron J. Romanowsky, Lydia Haacke, Jonah S. Gannon, Yimeng Tang et al., « A new class of dark matter-free dwarf galaxies? I. Clues from FCC224, NGC1052-DF2, and NGC1052-DF4 », Astronomy & Astrophysics (A&A), vol. 695, (lire en ligne )
- ↑ (en) Lydia Haacke, Duncan A. Forbes, Jonah S. Gannon, Shany Danieli et al., « Investigating the Ultra-diffuse Galaxy NGC5846 UDG1 through the Kinematics of its Rich Globular Cluster System », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 539, no 2, (lire en ligne )
- ↑ (en) Jiaxuan Li (李嘉轩), Jenny E. Greene, Johnny P. Greco, Song Huang (黄崧), Peter Melchior et al., « Beyond Ultra-diffuse Galaxies. I. Mass–Size Outliers among the Satellites of Milky Way Analogs », The Astrophysical Journal, vol. 955, (lire en ligne )
- ↑ (en) Christopher J. Conselice, « Ultra-diffuse Galaxies Are a Subset of Cluster Dwarf Elliptical/Spheroidal Galaxies », Research Notes of the AAS,, vol. 2, no 1, (lire en ligne )
- ↑ (en) Jordan D. Van Nest , F. Munshi , A. C. Wright, et al., « What’s in a Name? Quantifying the Interplay between the Definition, Orientation, and Shape of Ultra-diffuse Galaxies Using the Romulus Simulations », The Astrophysical Journal, vol. 926, (lire en ligne )
- ↑ (en) Francine R. Marleau, Pierre-Alain Duc, Mélina Poulain, Oliver Müller, Sungsoon Lim, Patrick R. Durrell, Rebecca Habas, Rubén Sánchez-Janssen, Sanjaya Paudel et Jérémy Fensch, « Dwarf galaxies in the MATLAS Survey: Hubble Space Telescope observations of the globular cluster systems of 74 ultra-diffuse galaxies », Astronomy & Astrophysics (A&A), vol. 690, (lire en ligne )
- ↑ (en) Michael A. Keim, Pieter van Dokkum, Zili Shen, Shany Danieli et Imad Pasha, « A Third Galaxy Missing Dark Matter along a Trail of Galaxies in the NGC 1052 Field », The Astrophysical Journal, vol. 1004, no 2, (lire en ligne )
