NGC 1569, une galaxie naine située à une dizaine de millions d'années-lumière de la Terre.
Unegalaxie naine est une petitegalaxie composée de 1000 à quelques milliards d'étoiles, un nombre relativement faible par rapport aux 200 à 400 milliards d'étoiles estimés de laVoie lactée. Les galaxies naines sont le type de galaxies le plus abondant dans l'univers.
Une galaxie naine compacte bleue (ou galaxie BCD, pour l'anglaisblue compact dwarf, « naine compacte bleue ») est une petite galaxie comportant de grands amas d'étoiles jeunes, chaudes et massives. Ces étoiles, dont les plus brillantes sont bleues, font apparaître la galaxie elle-même en bleu[5]. La plupart sont irrégulières ou lenticulaires. Des exemples proches sontNGC 1705,NGC 2915,NGC 3353 etI Zw 36(en)[6],[7],[8],[9].
Une galaxie naine ultra-pâle (ou galaxie UFD, pour l'anglaisultra-faint dwarf, « naine ultra-faible ») est une galaxie comportant de quelques centaines à cent mille étoiles. Ces galaxies, les moins lumineuses de l'Univers[10], ressemblent auxamas globulaires mais ont des propriétés très différentes : elles sont plus étendues et, contrairement à ces amas, elles comportent une quantité importante dematière noire. Elles ont été découvertes en 2005 par leSloan Digital Sky Survey[11],[12].
Une fraction notable des galaxies naines abritent en leur centre unamas d'étoiles compact, composé de centaines de milliers ou de millions d'étoiles. Ces amas, appelés noyaux stellaires compacts, sont le type desystème stellaire le plus dense de l'Univers.
En 2025, on observe directement pour la première fois lafusion de deuxamas globulaires au sein d'une galaxie naine. On pense que ce type de fusion est à l'origine des noyaux stellaires compacts[13],[14].
Une galaxie naine ultracompacte (ou galaxie UCD, pour l'anglaisultra-compact dwarf, « naine ultra-compacte ») est une galaxie ayant une densité stellaire très élevée. Les premières galaxies de ce type ont été découvertes dans lesannées 2000[15],[16],[17]. On en a notamment trouvé dans lesamasde la Vierge,du Fourneau,Abell 1689 etde la Chevelure de Bérénice[18]. En particulier, une centaine de galaxies UCD ont été détectées dans la région centrale de l'amas de la Vierge.
Les galaxies UCD mesurent environ200années-lumière et comportent une centaine de millions d'étoiles[19]. Un exemple extrême estM60-UCD1, qui renferme environ 200 millions demasses solaires dans un rayon de 160 a-l (la moitié de cette masse est concentrée dans un rayon de 80 a-l) ; sa zone centrale est15 000 fois plus densément peuplée que la zone de laVoie lactée où se trouve leSoleil (les étoiles sont en moyenne25 fois plus proches les unes des autres)[20],[21].M59-UCD3(en) est 40 % plus lumineuse que M60-UCD1 (magnitude absolue d'environ −14,6) pour une taille comparable (rayon effectif d'environ 20 pc), ce qui fait de M59-UCD3 la galaxie connue la plus dense[22]. Sur la base desvitesses orbitales stellaires, deux UCD de l'amas de la Vierge comporteraient untrou noir supermassif comptant respectivement pour 13 et 18 % de la masse de ces galaxies[23].
On pense que les galaxies UCD sont les noyaux d'anciennesgalaxies elliptiques naines qui ont été dépouillées de leur gaz et des étoiles périphériques par lesforces de marée, lors de la traversée d'amas galactiques[24]. Cette explication est corroborée en 2023 par la découverte, dans l'amas de la Vierge, des restes érodés de106 galaxies naines ; ces objets représentent divers stades intermédiaires entre les galaxies naines à noyau compact et les galaxies naines ultracompactes[25],[26].
Au cours des années1990 et2000 on n'a détecté que dix galaxies naines à proximité de laVoie lactée, très loin des centaines prévues par les modèles deformation des galaxies[27]. En 2020 on en décomptait une soixantaine, tandis que les modèles avaient revu leurs prédictions à la baisse (environ 220)[28].
De 2017 à 2023, une étude systématique d'une petite portion du ciel par letélescope Subaru découvre cinq nouvelles galaxies naines satellites de la Voie lactée ce qui, par extrapolation à l'ensemble du ciel, en porterait le nombre à environ 500[29]. En 2024, l'observatoire Canada-France-Hawaï montre également une surabondance autour de50 galaxies situées jusqu'à150 millions d'années-lumière de la Terre : il a détecté une dizaine de galaxies naines satellites de chacune de ces galaxies, alors que les modèles actuels prévoient qu'avec son degré de résolution il n'aurait dû en détecter que trois, en moyenne[30]. Au lieu d'une excessive rareté, c'est donc une abondance apparemment excessive qu'une révision des modèles devra expliquer[28].
