Couleurs de galaxies : de nouveaux indices de l'évolution séculaire

L'année 2026 marque le centenaire de la classification des galaxies selon leur morphologie par Edwin Hubble, en spirales, lenticulaires et elliptiques. Les galaxies spirales et lenticulaires possèdent deux composantes lumineuses : un bulbe central très dense, peuplé principalement d'étoiles anciennes, et un disque qui l'entoure, contenant des étoiles plus récentes dans les spirales. Des travaux antérieurs ont montré qu'à mesure que les galaxies spirales vieillissent, leurs disques forment des étoiles à un rythme de plus en plus lent et leurs bulbes croissent considérablement, conduisant ces galaxies à se transformer probablement en lenticulaires. Les processus à l'origine de ces transformations font débat depuis près d'un siècle.

Pour mieux les comprendre, l'équipe a ajusté des profils de lumière stellaire émise à différentes longueurs d'onde optiques pour 3 106 galaxies du catalogue EFIGI (Extraction de Formes Idéalisées de Galaxies en Imagerie, Baillard et al. 2011), un large échantillon de galaxies proches classifiées visuellement selon la séquence de Hubble. Ces ajustements ont permis de mesurer les couleurs apparentes des bulbes et des disques séparément. Résultat : les disques sont systématiquement plus bleus que les bulbes dans les galaxies spirales, tandis que les deux composantes présentent des couleurs similaires dans les lenticulaires. Par ailleurs, les disques des spirales sont plus rouges à l'intérieur qu'en périphérie, en accord avec le scénario des disques se formant à partir d’un réservoir externe de gaz, et le transport d’étoiles et de gaz vers le centre des galaxies. 

Les observations révèlent en outre des propriétés inédites des bulbes : dans les galaxies spirales de type intermédiaire, ces derniers présentent des variations de couleur complexes, avec des teintes plus rouges que celles des lenticulaires. Cette rougeur ne peut s'expliquer que par la présence de grands nuages de gaz et de poussières, entraînés dans les disques vers les bulbes centraux, favorisant la formation d'étoiles dans les bulbes, et donc leur croissance. Ces résultats s'inscrivent dans un scénario d'évolution séculaire : une transformation morphologique lente qui conduit progressivement les galaxies spirales vers le stade lenticulaire. À l'avenir, les grands relevés des télescopes Euclid, Vera Rubin Observatory et Nancy Grace Roman permettront d'étendre cette analyse à des galaxies plus lointaines et d'affiner notre compréhension de l’évolution des galaxies à travers le temps cosmique.