Asymétrie mystérieuse dans l'Univers : les galaxies satellites d'Andromède défient la cosmologie

La Galaxie d'Andromède est voisine de notre Voie Lactée. Les scientifiques ont récemment découvert que les galaxies naines d'Andromède sont organisées de manière très inhabituelle, soulevant des questions fondamentales sur notre Univers.

Une récente étude de l'Institut Leibniz d'Astrophysique de Potsdam (AIP), publiée dans la revue Nature Astronomy, montre que plus de 80 % des satellites connus d'Andromède sont concentrés d'un côté de la galaxie. Ce phénomène contredit la théorie cosmologique établie.

Modèle standard versus découverte

Le modèle cosmologique standard suppose que de grandes galaxies, comme Andromède ou la Voie Lactée, se forment à partir de prédécesseurs plus petits au fil de milliards d'années. Ces galaxies plus petites, appelées galaxies naines, restent généralement en tant que satellites et, selon le modèle, sont réparties de manière aléatoire dans une région sphérique autour de la galaxie principale.

Mais dans le cas d'Andromède, 36 des 37 galaxies satellites sont situées dans un espace en forme de cône avec un angle d'ouverture de 107 degrés. Cela représente moins des deux tiers de l'espace autour. Ce qui est frappant, c'est que le cône pointe directement vers la Voie Lactée.

Cientistas liderados pelo autor principal Kosuke Jamie Kanehisa, um estudante de doutoramento no AIP, analisaram simulações extensas para descobrir o quão incomum este padrão é. “Esta assimetria persistiu e tornou-se ainda mais pronunciada à medida que galáxias mais fracas eram descobertas e as suas distâncias refinadas”, explica Kanehisa.

L'asymétrie inhabituelle d'Andromède

La comparaison avec deux simulations cosmologiques à grande échelle a montré qu'une telle asymétrie prononcée ne se produit que dans 0,3 % des systèmes comparables. "Nos analyses montrent que ce modèle est extrêmement rare dans les simulations cosmologiques actuelles", explique Kanehisa.

En utilisant deux simulations bien connues, nous avons recherché des galaxies hôtes similaires à Andromède et avons analysé la distribution spatiale de leurs satellites nains en utilisant des métriques spéciales pour quantifier l'asymétrie. Comparer la configuration observée d'Andromède avec ces modèles simulés a révélé que la distribution des satellites est extraordinairement inhabituelle – Dr. Marcel S. Pawlowski, co-auteur de l'étude.

L’équipe aurait dû examiner plus de 300 systèmes simulés pour trouver un seul qui présente une asymétrie aussi marquée. Andromède est donc un cas cosmique atypique ; ce système contredit les connaissances antérieures sur la formation des galaxies.

Autres anomalies

De plus, la moitié des galaxies satellites se déplacent à l’intérieur d’une structure plate et rotative autour d’Andromède, comparable aux orbites planétaires autour d’une étoile. Ces "plans de satellites" sont également difficiles à expliquer jusqu’à présent.

Cependant, les chercheurs admettent que les résultats dépendent fortement des performances des simulations utilisées. Toutefois, leur précision est limitée par les connaissances actuelles de la physique stellaire et de l’évolution galactique. De nouvelles technologies et des études plus approfondies du ciel devraient aider à mieux classer ce phénomène.

Maintenant, l’équipe cherche à savoir si Andromède est vraiment un cas isolé. À cette fin, les chercheurs étudient actuellement d'autres systèmes galactiques avec des données observationnelles comparables. Des programmes comme la mission Euclid de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) exploreront également des structures plus distantes à l'avenir.

L’histoire évolutive d’Andromède pourrait également fournir des indices sur la possibilité d'expliquer de telles asymétries dans le cadre du modèle cosmologique ou si une reformulation fondamentale de notre compréhension de la matière noire et de la formation des galaxies est nécessaire.

Référence de l'article :

Andromeda’s asymmetric satellite system as a challenge to cold dark matter cosmology. 11 de abril, 2025. Kanehisa, et al.