A l'aide des observatoires Subaru et Keck d'hawaï, une équipe d'astronomes vient de découvrir que la galaxie Arp 220 serait le résultat d'une collision/ fusion entre quatre galaxies et peut-être  plus alors que les scientifiques pensaient précédemment que seulement deux galaxies étaient entrées dans le processus de fusion. Située à 250 millions d'années-lumière dans la constellation du Serpent, Arp 220 est la plus proche galaxie ultra-lumineuse infrarouge (ULIRG) de la Terre.

Quatre galaxies et peut-être plus auraient donné naissance à la galaxie Arp 220. Environ 200 millions d'années plus tard, une paire de queues de marée stellaire témoignent de ce passé très agité. Crédits image : Université d'Ehime / NAOJ.

Découverte dans les milieu des années 1980 par l'observatoire spatial IRAS (InfraRed Astronomical Satellite), Arp 220 se compose de plus de 200 amas d'étoiles gigantesques dans sa partie centrale dont le plus massif aurait une masse équivalente à celle de 10 millions de soleils. La majeure partie de cette production d'énergie est visible dans le rayonnement l'infrarouge, ce qui suggère que cette galaxie contient une grande quantité de poussière et possède un taux de formation d'étoiles massives particulièrement élevé.

Les explications sur les origines des ULIRG (Ultra Light InfraRed Galaxy) sont restés très controversés. Sont-elles une sorte de phase intermédiaire dans l'évolution des quasars après une fusion de galaxies ? L'équipe du professeur Yoshiaki Taniguchi a mené des recherches pour aider à répondre à cette question et de donner des éléments de réponse sur les origines de ces galaxies ultra lumineuses dans l'infrarouge.

A gauche : image du télescope spatial Hubble. Crédit image : NASA/ ESA. A droite : image du télescope Subaru (Suprime-Cam). Crédits : Université d'Ehime / NAOJ.

Les nouvelles images capturées par le télescope Subaru de 8.2 mètres de diamètre ont révélé deux spectaculaires queues de marée s'étendant sur plus de 50 000 années-lumière de part et d'autre de la galaxie Arp 220. Elles sont principalement composées d'étoiles de masses intermédiaires équivalente à quelques masses solaires. Le Dr Kazuya Matsubayashi déclare : "Nous avons été très surpris quand nous avons découvert une bande d'absorption Ha (Hydrogène alpha) dans chacune de ces queues de marée."

Qu'est-ce qui pourrait bien expliquer toutes ces caractéristiques surprenantes ? La fusion de quatre galaxies ou plus... c'est l'explication la plus plausible à l'heure actuelle. En effet, quatre galaxies spirales sont nécessaires pour expliquer les queues observées. Chaque paire de galaxies spirales fusionne en une seule, ce qui entraîne deux galaxies croisées fusionnées. 200 millions d'années après, les quatre galaxies évoluent et refusionnent de nouveau, ce qui entraîne au final la création de deux queues de marée. L'équipe d'astronomes pense que le scénario de la galaxie Arp 220 peut également être appliqué à d'autres groupes de galaxies.