CFHT Information Bulletin, number 38, First Semester 1998

  


Le Halo Lumineux de NGC 5907 Formé par Cannibalisme?

J. Lequeux, F. Combes, M. Dantel-Fort, J.-C. Cuillandre, B. Fort, Y. Mellier.

 La galaxie spirale vue de profil NGC 5907 est célèbre pour son faible halo lumineux découvert par Sackett et al. (1994 Nature 370, 441). Ce halo est généralement considéré comme lié au halo de matière noire dont la présence autour de NGC 5907 est révélée par sa courbe de rotation plate. On observerait alors les étoiles les plus massives d'un halo formé d'étoiles de très faible masse. Le halo lumineux pourrait aussi être une signature dynamique du halo massif (Fuchs 1995, A&A 303, L13). Nous avons observé en 1995 avec MOCAM ce halo dans les bandes V et I; cette observation a suggéré que le halo est plus rouge que la galaxie elle-même (Lequeux et al. 1996 A&A 312, L1). Cependant, en dépit des précautions que nous avions prises, nous avions des doutes sur cette observation ainsi que sur celle de Sackett et al. Il s'agit en effet de mesurer des brillances de quelques millièmes de celle du ciel nocturne, et le fond des images montre des irrégularités de cet ordre à grande échelle spatiale, irrégularités qui diffèrent d'une image à l'autre.

 Nous avons donc refait cette observation en utilisant une technique de permutation (ON-OFF). Nous avons cette fois utilisé la mosaïque 8k × 8k. Elle est assez grande pour que la galaxie NGC 5907 toute entière puisse être placée alternativement sur l'un ou l'autre de 2 des CCD de la mosaïque. Nous avons ainsi fait alterner 9 poses de 480 secondes dans chacune de ces positions en V, et aussi 9 × 2 poses en I. La soustraction des images ON et OFF consecutives sur chaque CCD donne d'excellents résultats, et leur combinaison finale montre un fond de ciel beaucoup plus uniforme que dans nos premières observations. Nous avons ainsi confirmé notre résultat. Par ailleurs, une observation en bande B a été faite avec MOS/SIS muni de baffles pour réduire la lumière diffusée à l'intérieur du réducteur focal. Le résultat est également très satisfaisant. Nous avons ainsi pu obtenir les couleurs V-I et B-V du halo de NGC 5907. A 4,5 kpc du plan, où s'arrêtent nos mesures, nous avons V-I = 1.4 et B-V = 1.0, couleurs nettement plus rouges que celles du disque de la galaxie en dehors des zônes d'extinction (V-I = 1.0, B-V = 0.9, ce qui est typique des galaxies spirales). Les couleurs du halo sont celles d'une population stellaire vieille riche en métaux, c'est à dire d'une galaxie elliptique.

 Il est impossible d'obtenir des couleurs aussi rouges avec une population stellaire de faible métallicité, à moins que les étoiles les plus massives aient une masse inférieure à 0.15 M. Dans ce cas le rapport masse/luminosité est très grand et on peut concevoir que le halo massif soit constitué d'étoiles de très faible masse ou de naines brunes. Ceci est cependant en contradiction avec les observations des équipes MACHO et EROS dans notre Galaxie, et il est difficile par ailleurs de comprendre comment peut se réaliser une fonction de masse stellaire tronquée à une masse aussi petite.

 Une explication beaucoup plus simple est que NGC 5907 a capturé une petite galaxie elliptique. Notre première simulation N-corps d'une telle capture a donné d'emblée un résultat en accord avec les observations. Nous avons amené à faible vitesse une petite galaxie elliptique près de la galaxie spirale. Elle est capturée grâce à la friction dynamique. Une fois cannibalisée, la galaxie elliptique forme une structure épaisse à peu près symétrique autour du disque de la spirale: c'est ce que nous observons. La capture produit d'autres effets intéressants, notamment un gauchissement (warp) du disque de la spirale qui est bien observé dans NGC 5907. Nous commençons actuellement d'autres simulations incluant le gaz afin d'explorer plus en détail ce phénomène de capture.

 Ce phénomène est-il fréquent? NGC 5907 est la seule galaxie où un halo lumineux a été étudié en détail. Ceci ne signifie pas qu'il n'en existe pas d'autres qui ont la même propriété. D'autres galaxies possèdent des compagnons elliptiques qu'elles finiront par cannibaliser (par exemple M 31 avec ses compagnons M 32 et NGC 205). Il serait intéressant de rechercher systématiquement des halos massifs autour de galaxies spirales vues par la tranche et de mesurer leur couleur, afin d'établir une statistique de ce phénomène, qui pourrait avoir une grande importance pour la structure et l'évolution des galaxies.

 


  

Editor: Dr. T. M. C. Abbott, tmca@cfht.hawaii.edu

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