La formation d'étoiles étouffante "vent" galactique est la plus éloignée encore vue

Anonim

Pour la première fois, un puissant "vent" de molécules a été détecté dans une galaxie située à 12 milliards d'années-lumière. À l’heure où l’univers était à moins de 10% de son âge actuel, les recherches de l’Université du Texas à Austin, Justin Spilker, mettent en lumière la façon dont les premières galaxies ont régulé la naissance des étoiles pour ne pas se disperser. La recherche paraîtra dans le numéro du 7 septembre de la revue Science .

"Les galaxies sont des bêtes compliquées et désordonnées, et nous pensons que les sorties et les vents sont des éléments critiques de la façon dont ils se forment et évoluent, régulant leur capacité à croître", a déclaré Spilker.

Certaines galaxies telles que la Voie Lactée et Andromède ont des vitesses de naissance relativement faibles et mesurées, avec environ une nouvelle étoile allumée chaque année. D'autres galaxies, connues sous le nom de galaxies étoilées, forgent des centaines voire des milliers d'étoiles chaque année. Ce rythme effréné ne peut cependant pas être maintenu indéfiniment.

Pour éviter de brûler dans un éclat de vie éphémère, certaines galaxies étranglent leur naissance somnolente en éjectant - au moins temporairement - de vastes réserves de gaz dans leurs halos expansifs, où le gaz s'échappe totalement ou tombe lentement sur la galaxie., déclenchant de futurs éclats de formation d'étoiles.

Jusqu'à présent, les astronomes ont été incapables d'observer directement ces puissants écoulements dans l'univers très précoce, où de tels mécanismes sont essentiels pour empêcher les galaxies de devenir trop grosses et trop rapides.

Les observations de Spilker avec le grand réseau millimétrique / submillimétrique d'Atacama (ALMA) montrent, pour la première fois, un vent galactique puissant de molécules dans une galaxie, alors que l'univers n'avait que 1 milliard d'années. Ce résultat donne un aperçu de la manière dont certaines galaxies de l’univers primitif ont pu auto-réguler leur croissance pour pouvoir continuer à former des étoiles au cours du temps cosmique.

Les astronomes ont observé des vents de même taille, vitesse et masse dans les galaxies étoilées voisines, mais la nouvelle observation d'ALMA est le flux de sortie le plus lointain jamais observé dans l'univers primitif.

La galaxie, connue sous le nom de SPT2319-55, se trouve à plus de 12 milliards d'années-lumière. Il a été découvert par le télescope du pôle Sud de la National Science Foundation.

ALMA a pu observer cet objet à une distance si considérable à l’aide d’une lentille gravitationnelle fournie par une autre galaxie située le long de la ligne de vue entre la Terre et le SPT2319-55. La lentille gravitationnelle - la courbure de la lumière due à la gravité - agrandit la galaxie d'arrière-plan pour la rendre plus lumineuse, ce qui permet aux astronomes de l'observer plus en détail qu'ils ne pourraient le faire autrement. Les astronomes utilisent des programmes informatiques spécialisés pour déchiffrer les effets des lentilles gravitationnelles afin de reconstruire une image précise de l'objet plus éloigné.

Cette vue assistée par lentilles a révélé un vent puissant de gaz formant des étoiles sortant de la galaxie à près de 800 kilomètres par seconde. Au lieu d'une brise légère et constante, le vent s'envole dans des touffes discrètes, éliminant le gaz formant des étoiles aussi rapidement que la galaxie peut transformer ce gaz en nouvelles étoiles.

Le flux de sortie a été détecté par la signature en millimètres d'onde d'une molécule appelée hydroxyle (OH), qui apparaît comme une ligne d'absorption: essentiellement, l'ombre d'une empreinte OH dans la lumière infrarouge brillante de la galaxie.

Les vents moléculaires sont un moyen efficace pour les galaxies d’autoréguler leur croissance, notent les chercheurs. Ces vents sont probablement déclenchés par les effets combinés de toutes les explosions de supernova qui accompagnent la formation rapide et massive d’étoiles ou par une puissante libération d’énergie car une partie du gaz dans la galaxie tombe sur le trou noir supermassif en son centre. .

"Jusqu'à présent, nous n'avons observé qu'une seule galaxie à une distance cosmique aussi remarquable, mais nous aimerions savoir si de tels vents sont également présents dans d'autres galaxies pour voir à quel point ils sont communs", a conclu Spilker. "Si elles se produisent essentiellement dans chaque galaxie, nous savons que les vents moléculaires sont à la fois omniprésents et constituent un moyen très commun pour les galaxies d’autoréguler leur croissance."

Cette recherche est présentée dans un article intitulé «Sortie moléculaire rapide d'une galaxie à formation d'étoiles poussiéreuses dans l'Univers primitif», par JS Spilker et al. dans la revue Science .

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