Les télescopes Chandra, XMM-Newton et LOFAR ont permis d’observer deux amas de galaxies séparés de 11 millions d’années-lumière qui se dirigent à nouveau l’un vers l’autre. Une configuration rare, déjà entrée en collision il y a un milliard d’années.
- Les télescopes Chandra, XMM-Newton et LOFAR ont observé deux amas de galaxies se rapprochant à nouveau après une collision il y a un milliard d'années.
- Le système PSZ2 G181.06+48.47 intrigue par sa faible masse et la distance record entre ses reliques radio.
- Des indices suggèrent une nouvelle collision imminente, offrant une opportunité unique d'étudier la dynamique de fusion galactique.
Il y a un milliard d’années, deux amas de galaxies sont entrés en collision. Ce type d’événement libère une énergie colossale et modifie en profondeur la structure des galaxies concernées. Aujourd’hui, les télescopes Chandra et XMM-Newton, associés au réseau radio LOFAR, montrent que ces mêmes amas se rapprochent à nouveau. Le système, connu sous le nom de PSZ2 G181.06+48.47, intrigue les chercheurs par sa masse modeste et la distance record qui sépare ses reliques radio.
Cette double collision probable, rare à l’échelle cosmique, offre un aperçu inédit des dynamiques de fusion entre amas galactiques. Les observations permettent de documenter une phase encore peu explorée, où deux structures retombent l’une vers l’autre après s’être déjà heurtées. On avait déjà observé une collision entre deux galaxies grâce à Hubble en 2022, mais cette fois, le phénomène est exceptionnel dans sa répétition.
Un système galactique peu massif, mais visiblement tenace
Le système PSZ2 G181.06+48.47 n’est pas le plus massif que les astronomes aient étudié. Pourtant, il présente une dynamique rarement observée. Deux amas de galaxies qui le composent ont déjà fusionné une première fois il y a un milliard d’années. Désormais, ils semblent prêts à recommencer.
Cette observation repose sur des images issues de plusieurs campagnes, combinant rayons X, ondes radio et données optiques. Les antennes LOFAR avaient déjà détecté des structures en forme de parenthèses de part et d’autre du système. Ces arcs rouges, interprétés comme des reliques radio, se trouvent à plus de 1,2 million d’années-lumière du centre. C’est la plus grande séparation jamais mesurée pour ce type de formation.
« Les reliques de PSZ2 G181.06+48.47 ont la séparation la plus large (rapportée au rayon caractéristique r₅₀₀) de tous les systèmes à double relique connus », indiquent les auteurs de l’étude parue dans The Astrophysical Journal.
La faible masse du système renforce encore son caractère inhabituel. « PSZ2 G181.06+48.47 a une masse plus faible que prévu », avec une estimation actuelle autour de 2,3 × 10¹⁴ masses solaires, précisent les chercheurs. À cette échelle, détecter des chocs aussi éloignés et bien structurés reste rare. La configuration intrigue, car elle laisse entrevoir des mécanismes de collision efficaces même dans des environnements peu denses.
Entre les deux amas, les astronomes ont également repéré un pont de gaz froid. Cette bande, visible dans les rayons X, relie les deux structures. Elle témoigne d’un épisode passé de déchirure gravitationnelle, probablement lié à leur première rencontre.
Le retour de bâton cosmique semble déjà amorcé
Après leur premier impact, les deux sous-amas se sont éloignés. Ils sont aujourd’hui séparés de 11 millions d’années-lumière, soit la distance la plus grande jamais observée entre deux reliques de ce type. Mais plusieurs indices indiquent que cette séparation touche à sa fin.
L’équipe menée par Andra Stroe a identifié trois discontinuités internes situées à moins de 500 kiloparsecs du centre du système. Ces cassures dans le profil de brillance X suivent précisément l’axe de la précédente collision. Les chercheurs y voient des signes avant-coureurs d’un second impact.
« Nous proposons que cette fusion en phase post-apocentre a lieu alors que les deux sous-amas, avec un rapport de masse de 1,2 à 1,4, retombent l’un vers l’autre », expliquent-ils dans l’article. Les premiers chocs seraient liés au passage initial, les ruptures internes détectées aujourd’hui pourraient correspondre à la phase suivante du processus.
Cette nouvelle étape offre aux astronomes une opportunité rare. Étudier la dynamique de fusion dans un système peu massif permet de mieux comprendre comment se forment les chocs radio de grande taille. Car ces chocs accélèrent les particules et créent les fameux arcs visibles à des millions d’années-lumière du cœur des amas.
« Avec l’avènement des radiotélescopes et des relevés de nouvelle génération, nous pourrions bien découvrir la partie émergée de l’iceberg », écrivent les auteurs. En clair, d’autres systèmes similaires pourraient attendre d’être repérés, enfouis dans les relevés radio à basse fréquence. PSZ2 G181.06+48.47 n’est peut-être pas un cas unique, mais il reste pour l’instant un exemple rare et précieux.
Source : Gizmodo, NASA, The Astrophysical Journal
