Quand les galaxies spirales entrent en collision : Feux d'artifice cosmiques et transformation
Les fusions de galaxies sont des catastrophes au ralenti (centaines de millions d'années) qui réécrivent la structure, déclenchent des rafales de formation stellaire et font croître les trous noirs supermassifs.
Phases clés
- Première approche — Forces de marée étirent les disques en **ponts et queues** (ex. Galaxies des Souris NGC 4676).
- Passage au péricentre — Nuages de gaz entrent en collision, se compressent → **rafale stellaire** (10–100× taux normal). ULIRGs comme Arp 220.
- Passages multiples — Frottement dynamique réduit l'orbite ; disques chauffent, s'épaississent, perdent motif spiral.
- Coalescence finale — Noyaux fusionnent ; **binaire TNS** se forme, durcit par diffusion stellaire, puis ondes gravitationnelles.
- Relaxation — Résultat : **galaxie elliptique** à profil de Vaucouleurs, vieilles étoiles, peu de gaz.
Signatures observables
- Queues de marée, coquilles, rides (imagerie profonde).
- Noyaux doubles (pré-fusion) → cœur unique (post).
- Émission [O III], Hα, PAH renforcée (rafale/AGN).
- Désalignement cinématique (gaz vs étoiles).
Exemples célèbres
- Antennes (NGC 4038/39) — Fusion en cours, queues spectaculaires.
- Voie lactée + Andromède — Fusion prédite dans ~4,5 milliards d'années.
Simulations (IllustrisTNG, EAGLE) correspondent aux observations : les fusions pilotent le « downsizing » cosmique — elliptiques massives se forment tôt, disques plus tard.