Résumé
Les galaxies autour de nous sont fréquemment en interaction : bras de marée, pont entre galaxies. Les galaxies sont nées en groupe et sous-structures, et interagissent davantage que si leurs positions étaient aléatoires dans le ciel. Le catalogue des 338 galaxies particulières (en interaction) conçu par Halton Arp est même paru en 1966, juste après l’Atlas des galaxies normales en 1961. Jusqu’en 1972, les astronomes pensaient que ces interactions étaient magnétiques, car la matière était comme canalisée dans des tubes de force. Mais les simulations rudimentaires des frères Toomre en 1972 ont montré que des interactions de marée, appliquées aux ensembles peu liés des galaxies, pouvaient former des ponts et des bras spiraux aussi fins. Les forces de marée à distance peuvent en effet se décomposer en deux termes de Fourier, soit le terme d’ordre 2, cos(2 theta), dans le plan du disque des galaxies, et le terme d’ordre 1, cos(theta), perpendiculaire au plan. Ainsi deux bras spiraux vont s’enrouler dans le plan, qui lui va être gauchi comme une crêpe.
Les simulations numériques ont montré comment les interactions de marée pouvaient reproduire de façon remarquable les morphologies des galaxies en interaction. Selon le paramètre d’impact, les bras spiraux peuvent se refermer en anneau, et ainsi les collisions frontales peuvent expliquer les galaxies en roue de charrette, comme la Cartwheel. Dans le Groupe local, les Nuages de Magellan sont en interaction entre eux, et avec la Voie lactée. Ils vont bientôt fusionner avec notre Galaxie. De même, Andromède est en interaction avec la Voie lactée, et les deux spirales les plus massives du Groupe local vont sans doute fusionner dans 2 à 3 milliards d’années pour former une galaxie plus rouge, ou elliptique. Plus généralement, on peut expliquer la formation d’anneaux polaires autour des galaxies, la formation des coquilles autours des galaxies elliptiques, la formation des flambées de formation d’étoiles lors de la fusion de spirales riches en gaz, etc. Finalement, l’histoire de la formation d’étoiles, qui possède un pic vers z = 2, peut s’expliquer par le plus grand taux d’interaction et de fusion entre galaxies, quand les amas se virialisent.
