Des vents à l’échelle d’une galaxie repérés dans l’Univers lointain

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L'une des façons dont les étoiles massives, au moins 10 fois plus grosses que le Soleil, atteignent leur fin est dans une supernova, une énorme explosion provoquée par le manque de carburant du noyau de l'étoile.

L’une des conséquences d’une supernova est la production de vents galactiques, qui jouent un rôle clé dans la régulation de la formation des étoiles. Bien que des vents galactiques aient déjà été observés dans plusieurs galaxies proches, une équipe de scientifiques vient de réaliser les premières observations directes de ce phénomène dans une large population de galaxies de l’Univers lointain, à une époque où les galaxies en sont aux premiers stades de leur formation.

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Selon l'auteur principal de l'étude, Yucheng Guo, du Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, les vents galactiques constituent une partie importante des modèles d'évolution des galaxies.

« On pensait qu'il devait y avoir des vents galactiques capables de réguler la croissance des galaxies. Il était cependant très difficile d’observer directement ces vents. Avec notre étude, nous montrons qu’au début de l’Univers, toutes les galaxies normales avaient de tels vents », a déclaré Guo.

Selon Guo, les vents galactiques constituent un élément clé du processus dit de rétroaction qui est important dans notre compréhension de l’évolution des galaxies. « Les vents galactiques proviennent de l’activité de formation d’étoiles. Ces vents injectent beaucoup d'énergie et d'élan dans le gaz, ce qui le rend [being] expulsé de la galaxie. S’il n’y a pas assez de gaz dans la galaxie, la formation d’étoiles s’arrête. C’est ce qu’on appelle le processus de rétroaction », a-t-il déclaré.

Selon Guo, les vents galactiques permettent également les échanges de matière entre les galaxies et leur environnement. « Chaque galaxie est entourée d’un halo gazeux. Les galaxies peuvent aussi bien expirer que respirer du gaz », a déclaré Guo.

Difficile de voir

Il a expliqué que traditionnellement, il était très difficile d'observer les vents galactiques, car les halos de gaz sont presque transparents.

Guo et son équipe ont surmonté cet obstacle en utilisant l'instrument MUSE (Multi-Unit Spectroscopique Explorer) sur le Very Large Telescope. « L'instrument est capable d'observer les galaxies au redshift z ≈ 1, ce qui correspond à 7 milliards d'années d'évolution cosmique. » Guo a déclaré qu'à cette longueur d'onde, l'instrument MUSE est capable de détecter et d'observer directement l'émission des atomes de magnésium dans les vents galactiques.

Il a ajouté que l'autre caractéristique importante de la recherche est qu'ils ont réussi à observer les vents galactiques dans plus de 100 galaxies. « Nous avons également réussi à détecter la forme moyenne de ces vents, qui ressemble à un cornet de glace », a-t-il déclaré.

Guo a déclaré que l'observation directe des vents galactiques en dehors de l'Univers local était la première étape de leurs recherches. « Nous ne connaissons toujours pas leurs propriétés physiques telles que leur taille, leur puissance, ni comment elles évoluent avec le temps et dans différents types de galaxies. »

Nature, 2023. DOI : 10.1038/s41586-023-06718-w


Dhananjay Khadilkar est journaliste basé à Paris.

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