Le futur du Groupe Local

1. Le futur du Groupe Local

2. Sommaire • Le Groupe Local aujourd’hui • La Voie Lactée • Andromède • Survey PANDAS • Galaxies manquantes • Notre futur • Simulation M33/M31 (McConnachie, 2009) • Simulations Cox and Loeb (2007) • Dubinski (2001) • Withagen (2008)

3. Le groupe local • Constitué des galaxies les plus proches • Liées gravitationnellement • 2 grandes Galaxies spirales • 3 millions de parsecs • 2 sous-groupes

4. Représentant typique des groupes galaxies • ~40 galaxies (tous types sauf galaxies elliptiques géantes)

5. Vue 3D Bunthaler et al. (2005)

6. Voie Lactée • 25 000 kpc • S(B)bc • 460 kpc centre groupe local • 8 à 23 * 1011 M0 • Formée il y a 10 milliards d’années • Pas de fusions majeures récentes

7. La Voie Lactée

8. La voie Lactée

9. Andromède • Sb • distante 780 kpc (Cox & Loeb 2007) • 300 kpc centre de masse • 44 000 pc • 6.8 – 19.5 * 1011 M0 • Formée il y a 10 milliards d’années • Pas de fusions majeures récentes • - vitesse radiale 120 km/s • Vitesse transversale ?

10. Les galaxies manquantes • Des milliers de sous-halos de matière sombre (contenant des galaxies naines) sont prévues par ∧CDM • Le halo stellaire formé de ~15 fusions massives de galaxies naines qui n’ont pas survécues en tant qu’entités (Bullock et al. (2005)) • Plusieurs des amas globulaires viennent aussi de fusion (Abadi, Navarro & Steinmetz (2006) • Halos de matière sombre trops petits ne permettraient pas la création de disque stellaire • Galaxies naines n’occupent pas des halos avec vitesses circulaires < 10 km/s : seuil en-dessous duquel formation étoiles inefficace (McConnachie et al. (2008)) • Les galaxies restent à être découvertes

11. A la recherche de galaxies naines • Simulation de galaxies dans le contexte ∧CDM • Matière sombre selon densité • Étoiles selon âge • Cercle : rayon de viriel Rayon interne : rayon lumineux Abadi, Navarro & Steinmetz (2005)

12. - Étoiles accrétées : excès de lumière par rapport au fit du profil de brillance du disque + bulbe partie interne (ligne pleine) Abadi, Navarro & Steinmetz (2005)

13. Profil de densité Abadi, Navarro & Steinmetz (2005)

14. Levine et al (2006)

15. PAndAS • Des étoiles partout! • Pas formées in situ • Galaxies n’ont pas de limites claires • Accrétions de galaxies naines ou de fragments proto-galactiques • M33 gauchi

17. Collision M31/M33

18. Milkomeda • Cox & Loeb (2007) • Galaxies fusionnent avant la transformation du soleil en géante rouge • Chance que le soleil soit éjecté dans une des queues dues à la marée (12%) • Possibilité d’être transféré dans Andromède au deuxième passage, avant la fin de la fusion entre deux galaxies (2.7%) “future astronomers in the solar system might see the Milky Way as an external galaxy in the night sky” • Plus probable : soleil transféré dans le halo > 30kpc (54%) • Galaxie résultante de la fusion galaxie elliptique (mais plus basse densité stellaire dans les régions internes)

19. Cox & Loeb (2007)

20. Cox et Loeb (2007)

21. Densité surfacique de masse • Galaxie elliptique finale • Dans 5 milliards d’années • Premier passage : 2 milliards d’années • “admit the possibility that an observer in the solar system will witness some (or all) of the galaxy collision”

25. ULRIG (Ultra-luminous_Infrared_galaxies) • Intéractions amènent le gaz au centre galaxie : starburst concentré au centre • Taux de formation va être à peine augmenté à cause de la fusion -> peu de gaz dans M31 et la Voie Lactée + 75% du gaz déjà formé étoiles • Si 1% gaz accrété par trous noirs -> quasars

26. Soleil va augmenter de luminosité durant 7 prochains milliards d’années (Sackmann et al. 1993) • Prochain 1.1-3.5 milliards d’années, petits changements de luminosité qui vont fortement changer l’atmosphère du soleil (Kasting 1998) • “we can not rule out the possible colonization of habitable planets in nearby stars, especially long-lived M-dwarfs” • “ it is conceivable that life may exists for as little as 1.1 Gyr into the future or, if interstellar travel is possible, much longer”

27. Entre chaque image : 170 millions d’années • Andromède vue de haut Spiral Metamorphosis, Dubinski

28. Future sky

29. Cox & Loeb (2007) • “We note that the simulated views from the distribution of locations for the candidate Suns in the merger remnant, which we have termed Milkomeda, represent the only views available for a future local astronomer. Extragalactic astronomy will come to an end within 100 billions years if the cosmological constant will not evolve with time. Owing to the accelerated expansion caused by a steady cosmological constant, all galaxies not bound to the Local Group will eventually recede away from the Local Group and exit our event horizon (Loeb 2002). At that point, the merger product of the Milky Way and Andromeda (with its bound satellites) will constitute the entire visible Universe (Nagamine & Loeb 2003).”

30. Milkomeda • Thèse de Withagen (2008) • Suppositions • Symmetrique selon z • Trois composantes • Distribution en vitesse isotropique • Collisions élastiques • Pas de trou noir • Variables : • Vitesse transversale (42 km/s * (0 – 1.2) ) • Masse totale • Taille du halo d’Andromède

31. Influence vitesse transversale

32. Influence masse totale

34. Andromède et la Voie Lactée vont collisionner dans les 9 prochains milliards d’années pour • Vtrans = 42 km/s • Mtot = 18.7 * 1011 M0 • Selon leur modèle privilégié, Andromède et la Voie Lactée ne vont pas collisionner dans 9 milliards années • Première approche 4.5 milliards années

36. collision

37. Galaxies fusionnées

38. Conclusion • M31 et Voie Lactée vont s’approcher • Conséquences importantes pour la forme de la Voie Lactée • Et pour les futurs astronomes!