Les astronomes observent parfois des choses qu'ils peinent à expliquer. Leurs errances peuvent durer des années ou même plus. C'est l'exemple du Petit Nuage de Magellan (ou SMC pour Small Magellanic Cloud). Cette galaxie naine, satellite de la Voie lactée, est visible à l'œil nu depuis l'hémisphère sud. Et pendant des décennies, les observations ont suggéré que son gaz était en rotation autour de son centre alors même que ses étoiles, pourtant nées de ce gaz et censées hériter de cette tendance, adoptaient un mouvement aléatoire. Impossible selon les théories établies.

Alors que se passe-t-il au cœur du Petit Nuage de Magellan ? Des chercheurs de l'université de l'Arizona (États-Unis) ont mobilisé les capacités hors normes du télescope spatial Hubble, du satellite Gaia et de simulations informatiques de pointe. Dans The Astrophysical Journal, ils apportent enfin une réponse : il y a quelques centaines de millions d'années, une collision a durement secoué notre voisine !

Les traces d’une collision cataclysmique

Selon les astronomes, le SMC a percuté de plein fouet le Grand Nuage de Magellan (ou LMC pour Large Magellanic Cloud), une autre de nos galaxies satellites.

Les modèles nourris par les données de contenu en gaz, de masse stellaire et de positions des deux galaxies par rapport à la Voie lactée et combinés à des calculs d'impacts avancés sont formels. La gravité du Grand Nuage de Magellan a perturbé la structure interne du Petit Nuage de Magellan. Les étoiles qui orbitaient probablement autour du centre de la galaxie naine - c'est le cas dans la plupart des galaxies de l'Univers - ont été bousculées et contraintes à des mouvements beaucoup plus désordonnés. Voilà qui explique les observations enregistrées depuis plus de 50 ans.

Une partie au moins. Et pour ce qui est de l'énigme de la rotation du gaz au cœur du SMC, les chercheurs ont aussi une nouvelle hypothèse. Ils avancent qu'au cours de cette collision titanesque, le gaz du LMC a exercé sur celui du SMC, une pression considérable. Résultat : le mouvement de rotation du gaz du Petit Nuage de Magellan a été stoppé net.

Les chercheurs de l’université de l’Arizona (États-Unis) ont simulé la collision qui s’est produite il y a quelques centaines de millions d’années entre le Petit et le Grand Nuage de Magellan. © Himansh Rathore, Steward Observatory, Université de l’Arizona

La fin du statut privilégié du Petit Nuage de Magellan ?

Pourtant, les astronomes ont bel et bien vu ce gaz tourner autour du centre du SMC. Ont-ils halluciné ? C'est un peu cela, avance l'équipe de l'université de l'Arizona. Ils auraient été victimes d'une illusion d’optique. La collision du Petit Nuage de Magellan avec le Grand étire la galaxie naine, et sous un certain angle de vue, le mouvement du gaz, qui s'approche et s'éloigne de la Terre, donne l'impression d'une rotation.

« Nous assistons en réalité à la transformation d'une galaxie en direct », s'enthousiasme Himansh Rathore, principal auteur de l'étude, dans un communiqué. Et une galaxie encore sous le choc d'une collision cataclysmique ne constitue peut-être pas le point de référence que les astronomes ont vu dans le SMC depuis des décennies.

Riche en gaz et pauvre en éléments lourds, la galaxie naine était en effet jusqu'ici considérée comme un analogue local de galaxies primitives. Mais ces travaux remettent tout en question. « Le Petit Nuage de Magellan n'est en aucun cas une galaxie "normale" », estime désormais Gurtina Besla, professeure d'astronomie à l'université de l'Arizona. Les astronomes y auront peut-être malgré tout gagné un terrain d'observation unique pour comprendre comment les collisions redessinent le visage des galaxies naines.