Résumé
Les galaxies elliptiques, et plus généralement early-type, sont des galaxies sphéroïdales, dont la dynamique stellaire est fondée sur la dispersion de vitesses. Parfois, elles sont aplaties, mais ce n’est pas par rotation comme pour les spirales. Des études détaillées de leur cinématique ont montré dans les années 1980 que les galaxies elliptiques ne tournent pas ou très peu. Ces galaxies sont formées par fusions de galaxies spirales, ce qui peu à peu annule le moment angulaire. Les premières galaxies étant très gazeuses, forment d’abord un disque par dissipation du gaz. Puis la fraction de gaz diminue considérablement, et la fusion de systèmes purement stellaires conduit à des sphéroïdes, soutenus par une dispersion de vitesse anisotrope. La dernière direction de fusion domine et détermine la direction de plus grande élongation de la galaxie finale.
Bien sûr le scénario plus réaliste n’est pas aussi simple, car une galaxie elliptique de champ peut continuer à accréter du gaz des filaments cosmiques, et reformer un disque. Les études récentes de ces galaxies rouges ont montré qu’elles possèdent toutes un disque, même d’importance faible, et qu’elles ont souvent un résidu de rotation. On distingue les rotateurs rapides et les rotateurs lents, qui eux sont le résultat de plusieurs fusions.
La forme à 3D des galaxies sphéroïdales peut être soit oblate (les deux axes égaux sont les grands axes), ou prolate (les deux axes égaux sont les petits axes). Parfois la forme est celle d’un triaxe. La preuve de la fusion de galaxies à l’origine des elliptiques se trouve dans l’existence de coquilles d’étoiles autour, soit dans un plan équatorial (cas oblate), soit alignées sur le grand axe d’une galaxie prolate. Dans ce cas, les coquilles sont alternées, les plus jeunes se formant au centre. Le nombre de coquilles permet de dater l’événement de fusion, et la distribution radiale des coquilles donne des renseignements sur la distribution de matière noire, moyennant la connaissance de la friction dynamique passée.
Les relations d’échelle des galaxies elliptiques sont plus complexes que pour les spirales : outre la relation de Faber-Jackson, analogue à la relation de Tully-Fisher, on peut définir un plan fondamental.
