Le plus massif, ou plein d'étoiles, une galaxie est, plus les étoiles qui s'y trouvent se forment rapidement. Cela semble être la règle générale, ce qui est contredit, cependant, par quelques cas anormaux, par exemple des galaxies minces (non massives) qui sont hyperactives dans leur formation d'étoiles. Jusqu'à présent, le phénomène s'expliquait par des événements externes catastrophiques comme la collision et la fusion de galaxies, mais une nouvelle théorie offre une explication alternative, liés à un processus in situ (interne) d'évolution des galaxies. La nouvelle théorie reproduit correctement le comportement des galaxies normales et anormales (ou aberrantes), et peut être encore testé par de nouvelles observations. Une étude menée par l'Ecole Internationale d'Etudes Avancées (SISSA) de Trieste, déjà posté sur l'archive astro.ph, sera bientôt publié dans le Journal d'astrophysique .

Si nous mettons les galaxies pour lesquelles nous avons les données pertinentes dans un graphique reliant la masse des étoiles dans chaque galaxie avec le taux de formation d'étoiles de cette galaxie, la plupart d'entre eux apparaîtraient comme un nuage compact, qui pourrait être décrit en utilisant une fonction simple. Ce graphique est connu sous le nom de séquence principale de galaxie (GMS), une relation observationnelle fondamentale pour les scientifiques qui étudient les galaxies. L'image qui se dégage est simple :plus la galaxie est massive, plus son processus de formation d'étoiles a tendance à être rapide.

Mais aussi simple que cela puisse paraître, il ya un problème. Il existe quelques exceptions (cas anormaux ou aberrants) qui ne semblent pas suivre la règle. Certaines galaxies, En réalité, tout en ne contenant pas beaucoup d'étoiles, ils ont des taux de formation d'étoiles très intenses. L'hypothèse la plus accréditée pour expliquer ces cas anormaux invoque la collision et la fusion entre deux galaxies :ces valeurs aberrantes ne seraient donc que des galaxies capturées lors de leur collision, un phénomène qui conduirait à un coup, bien que transitoire, augmentation de leur taux de formation d'étoiles.

Claudia Mancuso, Chercheur SISSA et premier auteur de l'étude avec les professeurs SISSA Andrea Lapi et Luigi Danese, a suggéré une explication alternative fascinante :« Selon l'approche que nous avons développée à SISSA et publiée il y a seulement quelques mois, collision et fusion, tant que c'est possible, ne sont pas assez pertinents pour rendre compte de la formation et de l'évolution des galaxies, y compris les valeurs aberrantes observées dans le GMS, ", explique le scientifique. "Notre approche offre une explication in situ basée uniquement sur des processus internes à la galaxie en évolution."

Le rôle du trou noir central

En particulier, l'explication donnée par Mancuso et ses collègues est basée sur la relation étroite qui existe entre la formation d'étoiles et la croissance du trou noir central à l'intérieur des galaxies massives. "Ces deux événements sont simultanés et interdépendants. Comme la galaxie forme des étoiles et augmente sa masse de manière constante et substantielle, son trou noir grandit aussi, et le fait à un rythme encore plus rapide, " explique Mancuso. " A un certain point, le trou noir devient si grand qu'il développe un " vent énergétique ", qui balaie les gaz et les poussières de son environnement environnant. Comme ce sont des matériaux qui entrent dans la formation de nouvelles étoiles, le processus de formation des étoiles s'arrête brutalement."

Sur la base de ce scénario, Mancuso et ses collègues ont formulé une prédiction sur GMS et ont démontré que leurs résultats sont en excellent accord avec la relation moyenne observée, tout en fournissant une nouvelle interprétation pour les valeurs aberrantes. "Ce sont simplement de très jeunes galaxies, " explique Mancuso. " Une galaxie à ses tout premiers stades de vie, plein de poussière et de gaz, a un taux de formation d'étoiles très élevé mais en même temps il contient encore très peu d'étoiles car il n'a pas encore eu le temps de les former, c'est tout." Une explication simple et élégante qui ne nécessite aucune intervention extérieure. Au fur et à mesure de l'évolution, le scientifique continue, les galaxies se rapprochent de plus en plus de la moyenne du GMS, où ils passeront la majeure partie de leur vie, avant d'être "éteint" par le vent énergétique du trou noir. "C'est pourquoi le nuage de données est si dense dans cette partie du diagramme, " Elle ajoute.

"Clairement, le test acide vient des observations, " conclut Mancuso. " Nous avons vérifié l'âge, estimé par observation, de certaines valeurs aberrantes dans le GMS, et en effet ce sont toujours de très jeunes galaxies. une validation supplémentaire pourrait arriver très bientôt :« Notre théorie implique en fait que les galaxies aberrantes, qui sont jeunes et ont des taux de formation d'étoiles très élevés, sont encore riches en gaz, et cela nous permettra de les étudier en profondeur en utilisant l'interféromètre ALMA."