Quand Andromède percutera la Voie lactée

Dans quatre milliards d'années, la galaxie d'Andromède entrera en collision avec notre propre galaxie, la Voie lactée. Des chercheurs ont précisé l'inévitable scénario.

On le sait depuis que l’astronome Edwin Hubble a mesuré la vitesse des galaxies, dans les années 1920: la galaxie d'Andromède (M31), notre voisine, fonce vers la Voie lactée à 430 000 km/h.

Mais, jusqu'à présent, on ne savait pas quelles seraient les conséquences exactes de ce rapprochement: les protagonistes allaient-elles se percuter de plein fouet ou bien se contenter de se frôler ?

Une dérive infime
Leur destin dépend de la vitesse tangentielle de M31, c'est-à-dire sa vitesse sur le ciel. C'est précisément ce mouvement qu'a déterminé l'équipe de Roeland Van der Marel, du Space Telescope Science Institute (STScI), grâce au télescope spatial Hubble.

Les chercheurs ont photographié trois portions différentes de M31, en 2003, puis en 2010. Ils ont ensuite comparé les clichés afin de détecter l'infime déplacement des étoiles sur le fond de ciel. "C'est un exploit technique: il s'agit de détecter un décalage d'un millième de pixel sur les clichés", estime Rodrigo Ibata, de l'observatoire de Strasbourg.

Choc dans 4 milliards d'années
Ce travail, couplé à des simulations numériques, a permis d'affiner le scénario de la catastrophe : les deux galaxies se percuteront très probablement de plein fouet, dans 4 milliards d'années. Au bout de deux milliards d'années, elles fusionneront pour former une galaxie elliptique, comme le montre la vidéo ci-dessous:

M33, la galaxie du Triangle, pourrait alors entrer en scène et percuter la galaxie nouvellement formée, que certains astronomes surnomment déjà "Milkomeda" (fusion de Milky way et Andromeda, respectivement la Voie lactée et Andromède en anglais).

Le Soleil repoussé en périphérie
Aucun risque que les milliards d'étoiles contenues dans ces galaxies ne fusionnent entre elles lors du choc: des années-lumière les séparent. Elles devraient en revanche être éjectées sur de nouvelles trajectoires. Les simulations de l'équipe montrent ainsi que le Soleil sera propulsé encore plus loin du centre galactique qu'il ne l'est aujourd'hui.

Vue depuis notre planète, le spectacle de la collision sera grandiose. Au fil des centaines de millions d'années, Andromède apparaîtra de plus en plus grosse sur le ciel, avant de faire corps avec la Voie lactée, en un flamboyant maëlstrom (voir série de photos ci-dessous):

Légendes, de gauche à droite, du haut vers le bas:
1: aujourd'hui, la galaxie d'Andromède apparaît comme une petite tache ovale sur le ciel.
2: dans deux milliards d'années, M31 aura nettement grandi.
3: dans 3,75 milliards d'années, elle s'étendra sur tout le ciel.
4: dans 3,85 milliards d'années: la collision provoque des naissances d'étoiles en série.
5: dans 3,9 milliards d'années, la flambée stellaire se poursuit.
6: dans 4 milliards d'années, la Voie lactée et M31, liées par la gravitation, sont totalement déformées.
7: dans 5,1 milliards d'années, les cœurs des galaxies apparaissent comme deux lobes lumineux.
8: dans 7 milliards d'années, les deux galaxies se fondent en une seule, elliptique, dont le centre ultralumineux domine la nuit. ©NASA; ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas, and A. Mellinger

À grande échelle, l'Univers est en expansion: les amas de galaxies s'éloignent les uns des autres. Mais à petite échelle, au sein des amas de galaxies, la gravité prend le dessus sur l'expansion. Voilà pourquoi la galaxie d'Andromède, la Voie lactée et M33 foncent les unes sur les autres.

Émilie Martin, le 1 juin 2012