Galaxies à explosion d'étoiles : feux d'artifice cosmiques de formation stellaire extrême

Une galaxie à explosion d'étoiles (starburst galaxy) forme des étoiles à un taux 10–100× supérieur à une galaxie typique comme la Voie lactée — consommant son réservoir de gaz en quelques millions d'années, un clin d'œil à l'échelle cosmique.

Ce qui déclenche une explosion d'étoiles

• Interactions/fusions galactiques : Forces de marée compressent nuages de gaz (ex: Galaxies Antennes, Galaxies Souris).
• Afflux de gaz : Flux froids depuis toile cosmique ou arrachés à compagnons.
• Afflux piloté par barre : Barres stellaires canalisent gaz vers kiloparsec central (ex: NGC 253).
• Haute densité de gaz : Nuages moléculaires atteignent masse critique pour effondrement incontrôlé.

Signatures observables

• Luminosité IR/UV extrême : Jeunes étoiles massives chauffent poussière → retraitée en infrarouge (ULIRGs : L_IR > 10¹² L☉).
• Fortes raies d'émission : Hα, [O II], [O III] depuis régions H II ; raies larges étoiles Wolf-Rayet.
• Usines à supernovae : SN effondrement cœur tous les quelques ans → MIS enrichi, vents galactiques.
• Obscurcissement par poussière : Lumière optique fortement éteinte ; IR/submm essentiel.

Exemples célèbres

• M82 (Galaxie Cigare) : Starburst la plus proche (12 Mly), déclenchée par interaction M81.
• NGC 253 (Galaxie du Sculpteur) : Starburst nucléaire pilotée par barre.
• Arp 220 : ULIRG, noyaux en fusion, IR extrême.
• NMC/PMC : Satellites Voie lactée avec SFR élevé (bien que débattu comme vraies starbursts).

Signification cosmologique

Les starbursts dominaient la formation stellaire au « midi cosmique » (z ~ 1–3). Elles pilotent l'enrichissement en métaux, la réionisation, et la coévolution trou noir–galaxie vue dans les quasars. Étudier analogues locaux (M82, NGC 253) informe modèles galaxies haut-z.