Galaxie à anneau

NGC 7021, une galaxie à anneau. (image observatoire Gemini)

Une galaxie à anneau est une galaxie qui se caractérise par une structure en forme d'anneau composée d'étoiles et de matière interstellaire. On pense que ces anneaux peuvent être formés suite à une collision entre deux galaxies ou, le plus souvent, être l'œuvre d'une résonance orbitale particulière[1].

Dans l'Univers local, environ un cinquième des galaxies à disque présentent un motif en forme d'anneau dans leur distribution lumineuse. Un tiers supplémentaire arborent des anneaux partiels (pseudo-anneaux) composés de bras spiraux[1].

Caractéristiques

Anneaux résonants

La galaxie NGC 3081 présente plusieurs anneaux crées par effets de résonances orbitales. (image HST)

Les anneaux résonants se constituent par accumulation de gaz créée par une résonance orbitale 4:1 ou une résonance de Lindblad, elles-mêmes dues à l’action continue des couples gravitationnels produits par une barre centrale. La famille des anneaux résonants comprend des variétés dites nucléaires (nr), internes (r) et externes (R)[1],[2]. Une galaxie peut présenter plusieurs de ces variétés simultanément[3].

Les anneaux nucléaires de petite taille (entre 0,2 et 2 kpc) se localisent au niveau du noyau galactique. Ils peuvent être le siège d'une intense formation d'étoiles et significativement contribuer à l'activité d'un trou noir supermassif central. Les anneaux internes (entre 2 et 12 kpc) se localisent dans une région intermédiaire entre le bulbe et le disque spirale. Un anneau interne entoure la barre centrale si elle est présente. Enfin, les anneaux externes sont de grandes structures diffuses, environ deux fois plus grandes qu’une barre ou un anneau interne[2],[4].

La théorie dite des « variétés » pourrait fournir une autre origine pour les anneaux internes et externes résonants, basée sur les instabilités des points de Lagrange L1 et L2 des extrémités d'une barre centrale et des paramètres orbitaux précis[5].

Pseudo-anneaux résonants

La catégorie des pseudo-anneaux regroupe les anneaux en apparence mal définis car étroitement liés à un motif en spirale, ou incomplets. Comme les anneaux résonants normaux, ces derniers présentent des variétés nucléaires (nr'), internes (rs) et externes (R'). À la variété externe, s'ajoutent des sous-classes comme R1' et R2' qui se caractérisent par un enroulement particulier des bras spiraux (à 180° et 270°)[2].

Anneaux collisionnels (ou d'interaction)

Les galaxies Arp 147 doivent leur forme en anneau à une collision frontale ayant eu lieu il y a environ 50 millions d'années. (image HST)

Dans le cadre d'une collision entre deux galaxies, si une des deux galaxies traverse perpendiculairement le disque de la seconde (de préférence plus grande) en passant par le centre de celle-ci, un anneau est susceptible de se créer. Un onde de densité se forme au niveau du point d'impact et se propage à travers le disque de la galaxie « cible ». Le milieu interstellaire est fortement perturbé au passage de l'onde et engendre une importante formation d'étoiles sur le pourtour de celle-ci. Ainsi, un anneau brillant de jeunes étoiles bleues se constitue[1],[6]. À mesure qu'il s'expand au fil du temps, l'anneau fini par s'estomper[7].

Certaines de ces galaxies semblent exempts d'un renflement central. Cela pourrait être dû à un angle d'impact très incliné qui mènerait à une migration du bulbe hors du plan de l'anneau[6].

Les galaxies à anneau polaire constituent un autre exemple. Ce dernier peut être créé lors d'une fusion de galaxies ou par accrétion, lorsqu'une galaxie capture la matière d'une autre placée sur une orbite polaire autour d'elle[8].

Exemples

Notes et références

  1. (en) Julia Fernandez, Sol Alonso, Valeria Mesa et Fernanda Duplancic, « Properties of galaxies with ring structures », Astronomy & Astrophysics, vol. 653,‎ , A71 (ISSN 0004-6361 et 1432-0746, DOI 10.1051/0004-6361/202141208, lire en ligne, consulté le )
  2. (en) R. Buta et F. Combes, « GALACTIC RINGS », Fund. Cosmic Physics, vol. 17,‎ , p. 95–281 (lire en ligne)
  3. ↑ (en) Ronald J. Buta, Gene G. Byrd et Tarsh Freeman, « A Hubble Space Telescope Study of Star Formation in the Inner Resonance Ring of NGC 3081 », The Astronomical Journal, vol. 127, no 4,‎ , p. 1982–2001 (ISSN 0004-6256 et 1538-3881, DOI 10.1086/382239, lire en ligne)
  4. ↑ (en) R. J. Buta, « Galactic Rings Revisited. I. CVRHS Classifications of 3962 Ringed Galaxies from the Galaxy Zoo 2 Database », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 471, no 4,‎ , p. 4027–4046 (ISSN 0035-8711 et 1365-2966, DOI 10.1093/mnras/stx1829, lire en ligne, consulté le )
  5. ↑ (en) E. Athanassoula, M. Romero-Gomez, A. Bosma et J. J. Masdemont, « Rings and spirals in barred galaxies. III. Further comparisons and links to observations », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 407, no 3,‎ , p. 1433–1448 (DOI 10.1111/j.1365-2966.2010.17010.x, lire en ligne, consulté le )
  6. (en) Lisa Fogarty, Niranjan Thatte, Matthias Tecza et Fraser Clarke, « SWIFT Observations of the Arp 147 Ring galaxy system », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 417, no 2,‎ , p. 835–844 (DOI 10.1111/j.1365-2966.2011.19066.x, lire en ligne, consulté le )
  7. ↑ (en) M. Mapelli, B. Moore, E. Ripamonti et L. Giordano, Are ring galaxies the ancestors of giant low surface brightness galaxies?, (DOI 10.48550/arXiv.0808.4101, lire en ligne)
  8. ↑ (en) F. Bournaud et F. Combes, « Formation of polar ring galaxies », Astronomy & Astrophysics, vol. 401, no 3,‎ , p. 817–833 (ISSN 0004-6361 et 1432-0746, DOI 10.1051/0004-6361:20030150, lire en ligne, consulté le )

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

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