Source: HST, NASA, ESA, and D. Maoz (Tel-Aviv University and Columbia University)

Cette photographie de la galaxie, à bien des égards ressemble beaucoup à ESO 269-57. Dès qu'elle m'a été montrée, j'ai eu, non seulement une impression de "déjà vu", mais j'ai aussi ressenti une intense excitation. Il s'agit d'une mosaïque incomplète. Mais la qualité en est remarquable. Exceptionnellement le cœur de la galaxie n'est  pas saturé. Et la résolution est très bonne.

Centre de NGC  1512

Commentaire HST :
 The NASA Hubble Space Telescope's Wide Field and Planetary Camera 2 snapped this wide view of the nearby barred spiral galaxy NGC 1512. A wispy bar of material can barely be seen slicing vertically through the galaxy. The bar is funneling gas to the heart of the galaxy, fueling a ring of star birth. Blue-colored stars along the galaxy's outer edge trace the grand spiral arms.

Traduction : La Caméra planétaire n° 2 à large champ du HST a réalisé cet instantané de la galaxie spirale barrée NGC 1512. Une fine barre de matière, à peine visible, se découpe verticalement au travers de la galaxie. La barre canalise du gaz vers le cœur de la galaxie, et alimente un anneau d'étoiles naissantes. Les étoiles bleues le long du bord externe de la galaxie tracent les grands bras spiraux.

Le commentaire du HST n'est pas très convaincant. Il me laisse dubitatif. Cette galaxie a quelque chose d'étrange qu'un oeil exercé perçoit immédiatement. C'est une spirale, et ce n'est pas une spirale. C'est une galaxie barrée, et ce n'est pas une galaxie barrée. La barre est diffuse. Le cœur est une spirale, mais celle-ci est complètement déconnectée de la "grande spirale" extérieure. Une couronne lumineuse circulaire encercle le tout. On pourrait, et on est en droit de penser qu'une petite galaxie spirale traverse, ou a traversé, une autre galaxie et que nous observons le résultat de cette "collision". Mais ce scénario est-il meilleur que celui du HST ? C'est ce doute qui m'avait troublé. Il fallait que je trouve ce qui provoquait en moi ce trouble. J'ai donc traité cette image comme je l'avais fait pour les autres.

Image traitée

Maintenant, les choses sont plus claires. La barre pourrait être, comme pour ESO 269-57, constituée par de la matière éjectée depuis et par le noyau de la galaxie. Et ce noyau a la forme d'une spirale. A l'extrémité visible de la barre, la matière se disperse en grandes volutes en formant la couronne extérieure de la galaxie.. Ces volutes sont le siège d'une intense activité de formation d'étoiles. Cette observation met à mal la théorie du mécanisme de formation des bras spirales et des barres dans les galaxies. (ondes de résonances gravitationnelles) Elle pourrait aussi mettre à mal la théorie évolutive des galaxies que suggère le Diagramme de Hubble, ci-dessous. Il reste à expliquer le mécanisme de la spirale centrale, le mécanisme de l'éjection symétrique qui permet la formation de la barre et de la couronne extérieure, et expliquer d'ou vient la matière éjectée.

Image traitée en HR (507 Ko)

Ci-contre à gauche, la classification des galaxies de Hubble
 

Hypothèses sur les Mécanismes de Formation et d'Évolution

Examinons cette galaxie en prenant comme point de départ logique le cœur de NGC 1512. Puis éloignons nous en tout en allant vers l'extérieur..

Effet QVM (Animation)

Animation HR
 

• Le Cœur.

En reprenant le modèle de M 87, nous supposons que, là aussi, nous avons deux Trous Noirs, T₀ et T₁, que le mécanisme de l'éjection de matière (jet) induit par les interactions gravitationnelles et magnétiques entre ces deux trous noirs  et un Tore de Plasma est actif, mais que les forces associées à cette éjection sont insuffisantes pour permettre la capture de T₁ par le jet de matière issu de T₀. Les trajectoires des deux trous noirs obéissent alors aux lois de Kepler. Donc ce sont des ellipses. Lorsque T₀ et T₁  sont au plus près l'un de l'autre, la Quantité et la Vitesse d'éjection de la matière passent par un Maximum. (Pour simplifier, appelons cet effet sous l'acronyme QVM). Cela se produit en deux points opposés des deux ellipses, centrées par rapport au Centre de Gravité des deux trous noirs.

Effet QVM

(Sans rotation du périhélie)

• La Spirale Interne. Formation de l'anneau, de la barre et évolution.

1. Du fait de la co-rotation de T₀ et de T₁, les deux jets prennent alors inévitablement, en s'éloignant, la forme de spirales. On obtient ainsi deux ondes symétriques de densité de matière par éjections rotatives. Comme le QVM se produit toujours au même endroit, l'éjection globale de matière n'est pas homogène.

2. Peu à peu, la matière ainsi éjectée, par suite des effets de viscosité, subit un ralentissement. A chaque demi rotation, une onde de matière liée à un bras spiral, vient percuter contre la matière précédemment éjectée. Ainsi se forme l'anneau intérieur. Du fait des distances et du temps de propagation de la matière, il existe un décalage spatio-temporel entre les axes des jets spirales, l'axe du QVM et l'axe des barres, ce qui entraîne des décalages géométriques tout à fait visibles. (Rotations angulaires et axe relatif de projection en particulier)

3.  Dans le cas où l'axe de l'ellipse subit une rotation très lente, (variation du périhélie) la zone de QVM se déplace alors très lentement au cours du temps. Cela n'est pas sans conséquences importantes sur l'anneau intérieur et par suite sur la barre. (Épaississement de cette dernière avec rotation lente).

Les Étoiles Naissantes.

L'anneau intérieur présente un surcroît de matière, là où se manifeste l'effet QVM. C'est aussi l'emplacement où l'on observe majoritairement la "naissance" d'étoiles. La barre y naît aussi. Mais l'on peut parfaitement envisager que si ces étoiles manifestent un tel éclat, et si elles semblent jeunes cela pourrait n'être dû qu'à l'apport de matière "jeune" issue du jet spiralé central. L'age apparent et l'éclat des étoiles seraient alors totalement trompeurs, car ces apports de matière sont pour l'essentiel de l'hydrogène, et donc la métallicité s'en trouverait faussée. (métallicité trop faible)

Naissance et évolution
de la Barre.

L'anneau intérieur se comporte comme un réservoir de matière qui, sous l'action du jet spirale, intérieur finit par "déborder". Il le fait, là ou la pression différentielle est maximale, et donc en toute logique au delà du QVM. Ainsi se forme la barre. Mais celle-ci tourne lentement avec le déplacement du QVM. (dû à la rotation du périhélie du grand axe de rotation des trous noirs.) La barre est donc la somme d'un ensemble de barres radiales d'éjections successives.

L'Anneau Extérieur
&
étoiles Naissantes Extérieures.

La matière éjectée par le canal de la barre, comme pour la spirale intérieure vient buter contre de la matière éjectée plus ancienne. Elle se dépose donc sous forme d'un anneau extérieur en formant là aussi, par effet de choc, des zones de formation d'étoiles. L'anneau  se renforce ainsi au cours du temps et finit par former de gigantesques bras galactiques. Ici aussi, ces étoiles naissantes doivent avoir une métallicité polluée par le gaz apporté par la barre. Mais ici il ne serait pas surprenant que ce gaz soit pollué par de la matière enrichie en éléments lourds apportés depuis l'anneau intérieur. Aussi l'age apparent de ces étoiles serait trompeur. (métallicité trop forte).

Coeur de M 87

Cette image nous montre que l'accrétion de la matière se fait, selon les axes polaires, vers le trou noir; mais aussi que de la matière est éjectée selon le plan équatorial, vers le tore, puis vers l'extérieur et selon le plan du tore en formant un jet. Ce mécanisme suggère fortement un mécanisme de recyclage de la matière.

CONCLUSIONS

1. La structure des galaxie n'est pas dépendante de leur age.

2. La structure des galaxies dépend pour l'essentiel de la présence et des interactions des trous noirs dans leurs noyaux. Elle dépend aussi de la manière dont la matière est éjectée depuis le cœur et du coefficient de viscosité du milieu.

3. La mesures des ages des étoiles, dans les galaxies peut être complètement faussée par l'apport des matériaux issus des cœurs de ces galaxies. Les spectres mesurés, n'ont donc pas de signification si l'on n'effectue pas les corrections indispensables. C'est d'autant plus vrai si la galaxie est lointaine, car alors on ne fait que des mesures moyennes sur les zones les plus lumineuses, le noyau en général, lequel justement est, comme on l'a vu, enrichi en éléments "primordiaux" !

4. Le Cœur de M 87 nous montre par ailleurs comment la matière est recyclée dans les galaxies. On aboutit ainsi à un modèle général évolutif des galaxies de type "Systémique".

5. Les galaxies n'ont pas d'age, puisque en permanence elles recyclent la matière.

6. Il faut donc envisager que la Nucléosynthèse que d'aucuns qualifient de "primordiale" soit, de fait, permanente.

7. Si ces observations devaient être confirmées, par d'autres moyens, la notion même de "big-bang"  serait alors sérieusement mise à mal.

8. Notons que cela remet aussi en cause le modèle de Fred Hoyle, Narlikar & Burbidge, celui d'un "Univers Quasi Stationnaire" par création sporadique de matière, à partir de rien, ce qui, justement, rend ce modèle aussi suspect que celui du big-bang.

Tous ces effets sont parfaitement visibles dans l'image traitée en Haute Résolution.

Documents:

1. Des galaxies géantes de 1000 milliards de masses solaires un milliard d’années après le Big Bang (z > 4) (Source: Institut d'Astrophysique de Paris - Mars 2004). Une confirmation des problèmes de formation des galaxies.