Sous-groupe local

Le Sous-groupe local ou (sous-)groupe de la Voie lactée est le sous-groupe de galaxies dont l'objet primaire est la Voie lactée. Ses autres composantes sont les galaxies satellites de la Voie lactée.

Le Sous-groupe local est lui-même une des composantes du Groupe local, partie de la Feuille locale, inclue à son tour dans le Volume local.

Histoire

Les premières découvertes

Les satellites les plus brillants de la Voie lactée, le Grand nuage de Magellan (LMC) et le Petit nuage de Magellan(SMC), sont visibles à l'œil nu dans l'hémisphère austral. On pense que la plus ancienne référence connue relatives à ces ceux galaxies provient du « Livre des étoiles fixes » d'Abd al-Rahman al-Sufi en 964 de notre ère. Il faudra près d'un millénaire avant que ces deux objets ne soient suggérés pour la première fois comme étant des satellites distincts de la Voie lactée par le météorologue et astronome américain Cleveland Abbe (1838 – 1916) en 1867^[1].

Aucune autre galaxie satellite n'a été détectée autour de la Voie lactée jusqu'en 1937, lorsque la galaxie naine du Sculpteur a été découverte par Harlow Shapley. Durant les quatre décennies qui ont suivi, les découvertes se sont succédé. Shapley lui-même découvrit la galaxie naine du Fourneau en 1938 et 4 autres galaxies naines (Lion I, Lion II, la galaxie naine du Dragon et la galaxie naine de la Petite Ourse) ont été détectées entre les années 1950 et 1970. Par la suite, durant les années 1980 et 1990, très peu de découvertes ont été effectuées.

À l'aube du XXIe siècle, le recensement satellitaire du groupe local s'élevait à environ vingt-cinq galaxies^[2].

La révolution CCD

Cependant, au cours des années 2000, notre vision de l'Univers a été profondément modifiée, suite aux innovations effectuées dans la technologie de l’image, ce qui a conduit à une multitude de découvertes de galaxies, moins lumineuses que celles découvertes auparavant.

l'adoption des capteurs photographique CCD (ou capteur d’image CCD) dans l’imagerie astronomique a été l'un des principaux moteurs de ce changement radical. Le premier capteur CCD (en anglais, Charge Coupled Device) a été conçu et inventé en 1969 par Willard S. Boyle et George E. Smith. Ils ont remporté le prix Nobel en 2009 pour cette invention.

Les premières images astronomiques terrestres prises avec un capteur d’image CCD l'ont été en 1976 avec le télescope de l'observatoire du mont Lemmon. Les avantages ont été tout de suite évidents. Tout d'abord, l'image peut être visualisée immédiatement sans traitement complexe. Cela a permis des temps d’exposition plus longs pour détecter des objets à faible luminosité, telles que les galaxies à faible brillance de surface. Et, comme les données sont enregistrées numériquement, elles peuvent être immédiatement stockées et lues par n'importe quel ordinateur, ce qui n'est pas le cas des grandes plaques photographiques.

L'imagerie CCD a été mise en œuvre dans des relevés astronomique tels que le Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ce qui a permis de détecter un grand nombre de galaxies naines sphéroïdales (dSph) de la Voie lactée, y compris des systèmes inhabituellement petits et faiblement lumineux comme Willman 1 et Segue 1.

Ces deux satellites, et ceux découverts depuis, qualifiés de galaxies naines ultra-pâles, avec des rayons effectifs de 20 à 130 pc et des masses stellaires de l’ordre de M_∗ = ∼ 10³ M_⊙ à 10⁴ M_⊙, se  caractérisent par des paramètres, les situant au milieu de la distribution bimodale, bien établie jusqu'alors, entre les amas globulaires possédant un rayon effectif maximal de 30 pc et les galaxies dSph, d'un rayon effectif minimal de 130 pc^[3].

Avec les relevés astronomiques ultérieurs, notamment PanSTARRS 1, le Dark Energy Survey (DES), l’Hyper SuprimeCam Survey (HSC), et le DECam Local Volume Exploration survey (DELVE), le nombre de satellites connus de la Voie lactée n'a cessé d'augmenter chaque année. Alors qu'avant le Sloan Digital Sky Survey (SDSS), la galaxie la moins lumineuse connue dans la Voie lactée était la galaxie naine du Sextant avec une magnitude absolue de M_V = ∼ - 8,5, nous avons maintenant des galaxies confirmées à M_V = - 2,0 et des galaxies candidates avec M_V = +2,2^[2].

Liste des galaxies

Autour de la Voie lactée gravitent, à fin 2024, 49 galaxies satellites confirmées et 14 galaxies candidates, auxquelles s'ajoutent des amas globulaires et des amas stellaires.

La liste suivante énumère les galaxies confirmées ainsi que les galaxies candidates, classées par odre de distance croissante de la Terre.

Galaxie	Classe	Type	Distance héliocentrique	Magnitude absolue ou Luminosité (millions de soleils)[4]
La Voie lactée (notre galaxie)	Spirale	Sb	0	8 300
Galaxie naine du Grand Chien	Irrégulière	Irr	environ 7,7 kpc (∼25 100 al)	20
Dragon II[5],[6]	Naine candidate	-	21,5 ± 0,4 kpc (∼70 100 al)	MV = − 0,8+0,4 -1,0 mag
Segue 1[7]	Naine sphéroïdale	dSph	23 ± 2 kpc (∼75 000 al)	MV = − 1,5+0,6 -0,8 mag
Galaxie naine du Sagittaire	Naine elliptique	dSph(t)	environ 24,4 kpc (∼79 600 al)	18
Toucan III[8]	Naine candidate	-	environ 25 kpc (∼81 500 al)	MV = − 2,4 ± 0,4 mag
Hydre mâle 1 (Hydrus 1)[5],[9]	Naine elliptique	UFD	27,6 ± 0,5 kpc (∼90 000 al)	MV = − 4,71 ± 0,08
Carène III[10]	Naine ultra-pâle	UFD	27,8 ± 0,6 kpc (∼90 700 al)	MV = − 2,4 ± 0,2 mag
Triangulum II[11]’[5]	Naine ultra-pâle	UFD	28,4 ± 1,6 kpc (∼92 600 al)	MV = − 1,2 ± 0,4 mag
Réticule II[12]	Naine ultra-pâle	UFD	environ 30 kpc (∼97 800 al)	MV = − 2,7 ± 1,0 mag
Galaxie naine de la baleine II[13]	Naine candidate	-	30 ± 3 kpc (∼97 800 al)	MV = 0,0 ± 0,68 mag
Galaxie naine de la Grande Ourse II[14]	Galaxie naine sphéroïdale	UFD	environ 32 kpc (∼104 000 al)	MV = − 4,25 mag
Segue 2[15]	Naine sphéroïdale	dSph	environ 35 kpc (∼114 000 al)	MV = − 2,5 mag
Carène II[10]	Naine ultra-pâle	UFD	36,2 ± 0,6 kpc (∼118 000 al)	MV = − 4,5 ± 0,1 mag
Willman 1[15]	Naine sphéroïdale	dSph	38 ± 7 kpc (∼124 000 al)	MV = − 2,5 ± 0,3 mag
Bouvier II[16]	Naine sphéroïdale	dSph	39 ± 2 kpc (∼127 000 al)	MV = − 2,7 ± 0,9 mag
Galaxie naine de la chevelure de Bérénice[14]	Galaxie naine sphéroïdale	UFD	environ 44 kpc (∼144 000 al)	MV = − 4,38 mag
Vierge III[17]	Naine candidate	-	44+14 −12 kpc (∼144 000 al)	MV = − 2,69+0,45 -0,56 mag
Peintre II[18]	Naine ultra-pâle	UFD	45+5 −4 kpc (∼147 000 al)	MV = − 3,2+0,4 -0,5 mag
Bouvier III[16],[19]	Rémanent de naine sphéroïdale  ?	-	46 ± 2 kpc (∼150 000 al)	MV = − 5,8 ± 0,5 mag
Toucan IV[20]	Naine ultra-pâle	UFD	environ 47 kpc (∼153 000 al)	MV = − 3+0,3 -0,4 mag
Grand Nuage de Magellan	Irrégulière	Irr/SB(s)m	environ 48,5 kpc (∼158 000 al)	2 100
Lion V[21]	Naine ultra-pâle	UFD	49 ± 16 kpc (∼160 000 al)	MV = −4,29 ± 0,36
Grue II[20]	Naine ultra-pâle	UFD	environ 55 kpc (∼179 000 al)	MV = −3,5 ± 0,3 mag
Toucan II	Naine sphéroïdale	dSph	environ 58 kpc (∼189 000 al)	MV = − 3,9 ± 0,2 mag
Petit Nuage de Magellan	Irrégulière	SB(s)m pec	61 ± 3 kpc (∼199 000 al)	580
Galaxie naine de la Petite Ourse	Naine sphéroïde	dE4	environ 63 kpc (∼205 000 al)	0,3
Galaxie naine du Bouvier[22]	Naine sphéroïde	dSph	environ 65 kpc (∼212 000 al)	MV = − 5,8 ± 0,5 mag
Vierge II[23]	Naine candidate	-	72+8 −7 kpc (∼235 000 al)	MV = − 1,6+0,4 -0,6 mag
Horloge II[24]	Naine candidate	-	78 ± 8 kpc (∼254 000 al)	MV = − 2,6+0,2 -0,3 mag
Éridan IV[25]	Naine ultra-pâle	UFD	environ 78,7 kpc (∼257 000 al)	MV = − 4,7 ± 0,2 mag
Horloge I[12]	Naine sphéroïdale	dSph	environ 79 kpc (∼258 000 al)	MV = − 3,4 ± 0,1 mag
Galaxie naine du Dragon	Naine sphéroïde	dE0 pec	80 ± 10 kpc (∼261 000 al)	0,3
Petit Lion I[23]	Naine candidate	-	82+0,4 −0,7 kpc (∼267 000 al)	MV = − 2,4+0,5 -0,4 mag
Phénix II[26]	Naine ultra-pâle	UFD	84,1 ± 8,0 kpc (∼274 000 al)	MV = − 2,7 ± 0,4 mag
Verseau III[27]	Naine ultra-pâle	UFD	85 ± 4 kpc (∼277 000 al)	MV = − 2,5+,03 -0,5 mag
Galaxie naine du Sextant	Naine sphéroïde	dE3	86 ± 6 kpc (∼280 000 al)	0,5
Galaxie naine du Sculpteur	Naine sphéroïde	dE3	environ 87 kpc (∼284 000 al)	2,2
Vierge I[28]	Naine candidate	-	87+13 −8 kpc (∼284 000 al)	MV = − 0,8 ± 0,9 mag
Pégase IV[29]	Naine ultra-pâle	UFD	environ 90 kpc (∼294 000 al)	MV = − 4,25 ± 0,2 mag
Réticule III[13]	Naine ultra-pâle	UFD	92 ± 13 kpc (∼300 000 al)	MV = − 3,3 ± 0,29 mag
Galaxie naine de la Grande Ourse I[14]	Galaxie naine sphéroïdale	UFD	environ 97 kpc (∼316 000 al)	MV = − 5,12 mag
Galaxie naine de la Carène	Naine sphéroïde	dE3	environ 100 kpc (∼326 000 al)	0,4
Bouvier V[30]	Naine candidate	-	100 ± 20 kpc (∼326 000 al)	MV = − 4,5 ± 0,4 mag
Galaxie naine du Verseau II[31]	Naine ultra-pâle	UFD	107,9 ± 3,3 kpc (∼352 000 al)	MV = − 4,36 ± 0,14 mag
Lion VI[32]	Naine ultra-pâle	UFD	111+9 −6 kpc (∼362 000 al)	MV = − 3,56+0,47 -0,37 mag
Lion IV[21]	Naine ultra-pâle	UFD	114 ± 13 kpc (∼372 000 al)	MV = − 4,99 ± 0,26
Peintre I[33]	Naine candidate	-	environ 114 kpc (∼372 000 al)	MV = − 3,1 mag
Centaure I[25]	Naine ultra-pâle	UFD	environ 116,3 kpc (∼379 000 al)	MV = − 5,55 ± 0,11
Coupe 2[34]	Naine sphéroïdale	dSph	environ 117,5 kpc (∼383 000 al)	MV = − 8,2 mag
Grue I [35]	Naine ultra-pâle	UFD	environ 120 kpc (∼391 000 al)	MV = − 3,4 ± 0,3 mag
Antlia 2[34]	Naine sphéroïdale	dSph	environ 131,8 kpc (∼430 000 al)	MV = − 9,86 ± 0,08
Galaxie naine d'Hercule[36]	Naine sphéroïdale	dSph	132 ± 12 kpc (∼431 000 al)	MV = − 6,6 ± 0,4 mag
Hydre II[37]	Naine ultra-pâle	UFD	134 ± 10 kpc (∼437 000 al)	MV = − 4,8 ± 0,3 mag
Galaxie naine du Fourneau	Naine sphéroïde	dSph/E2	138 ± 8 kpc (∼450 000 al)	16
Sextant II[38]	Naine candidate	-	145+14 −13 kpc (∼473 000 al)	MV = − 3,4 ± 0,4 mag
Chiens de chasse II[39]	Naine sphéroidale	dSph	159 ± 8 kpc (∼519 000 al)	MV = − 5,37 ± 0,2 mag
Poissons II[40]	Naine sphéroïdale	dSph	environ 180 kpc (∼587 000 al)	MV = − 5 mag
Colombe I[11]	Naine ultra-pâle	UFD	183 ± 10 kpc (∼597 000 al)	MV = − 4,2 ± 0,2 mag
Bouvier IV[41]	Naine candide	-	209+20 −18 kpc (∼682 000 al)	MV = − 4,53 ±+0,23 -0,21 mag
Leo II	Naine sphéroïde	dE0 pec	210 ± 15 kpc (∼685 000 al)	0,6
Pégase III[42]	Naine ultra-pâle	UFD	215 ± 12 kpc (∼701 000 al)	MV = − 3,4 ± 0,4 mag
Chiens de chasse I[39]	Naine sphéroidale	dSph	216 ± 8 kpc (∼705 000 al)	MV = − 7,93 ± 0,2 mag
Leo I	Naine sphéroïde	dE3	250 ± 25 kpc (∼815 000 al)	4,8
Galaxie naine de la Baleine III[43]	Naine candidate	-	251+24 −11 kpc (∼819 000 al)	MV = − 2,45+0,57 -0,56 mag
Éridan II[44]	Naine sphéroïdale	dSph	366 ± 17 kpc (∼1,19 million d'al)	MV = − 7,1 ± 0,3 mag
Lion T[45]	Naine ultra-pâle	UFD	409+29 −27 kpc (∼1,33 million d'al)	MV = − 7,1 mag
Leo A (* voir note)	Irrégulière	IBm V	690 ± 60 kpc (∼2,25 millions d'al)	3

Leo A, galaxie isolée, n'appartient pas formellement au sous-groupe local ^[46].

La galaxie naine Bouvier III est la probable progénitrice du courant stellaire nommé Styx^[47].

Quant à DES I, Éridan III, et Toucan V se sont des amas stellaires^[48]et Sagittaire II s'est révélé être in fine un amas globulaire^[49].

Base de données

Il existe une base de données, construite et maintenue à jour par l'astronome Andrew Pace, relative aux galaxies naines et amas stellaires du Volume local, The Local Volume Database (LVDB), catalogue des positions et des propriétés observées (structurelles, cinématiques, chimiques et dynamiques) des galaxies naines et des amas d'étoiles dans le Groupe local et le Volume local. L'exportation de fichiers sous format CSV est possible et une extraction préétablie existe, intitulée dwarf_mw.csv, pour les seules galaxies naines de la Voie lactée^[50].

Désignation

La nomenclature adoptée pour les nouveaux systèmes stellaires découverts dans le groupe local est que les galaxies naines sont nommées d'après les constellations dans lesquelles elles se trouvent, tandis que les amas globulaires sont nommés d'après le relevé astronomique qui les a trouvés ou l'auteur qui les a identifiés.

Lorsque plusieurs découvertes sont faites dans une seule constellation ou un seul relevé astronomique, les galaxies naines sont généralement numérotées avec des chiffres romains et les amas globulaires avec des chiffres arabes. L'un des inconvénients de cette convention est qu'il n'est pas toujours évident lorsqu'un objet est découvert de comment le classer.

Willman 1 et Segue 1 et 2 ont été nommées comme si ces objets astronomiques étaient des amas globulaires, et ils se sont avérés plus tard être des galaxies naines. Les astronomes sont divisés quant à savoir si leur numérotation doit être changée^[5].

On peut aussi citer le cas d' Ursa Major III / UNIONS 1, satellite de la Voie lactée, désigné ainsi, dans l'attente de pouvoir déterminer plus précisément sa nature^[51].