C'est un conte d'Halloween classique. Un groupe de chasseurs de fantômes visite une grande vieille maison qui serait hantée. Mais après avoir bien exploré, ils repartent déçus :il n'y a pas de fantômes à voir. Seulement plus tard, en parcourant leurs photographies de l'endroit, remarquent-ils l'apparition mystérieuse dans les escaliers. C'était là tout le temps.

Dans notre nouveau travail, Publié dans La nature , nous avons été choqués de découvrir une apparition de proportions galactiques en regardant une galaxie familière. La découverte a une importance énorme car elle démontre comment les éléments chimiques se mélangent à très grande échelle autour des galaxies.

Ton corps, La terre, et tout le monde matériel qui vous entoure est constitué d'une classe de particules appelées "baryons". La matière baryonique est une matière courante "normale", comme le carbone. Nous sommes donc intimement liés à l'étoffe.

Imaginez que vous puissiez mettre tous les baryons de l'univers dans un bocal. Choisissez maintenant une de ces particules au hasard. D'où pensez-vous que cela viendrait? Un autre humain ? Une planète? Une autre galaxie entièrement ? La réponse est surprenante pour la plupart :il est probable que le baryon soit venu de l'espace entre galactique. La majeure partie de la matière normale de l'univers n'est pas du tout contenue dans les galaxies.

Quand l'univers n'avait que quelques centaines de milliers d'années, matière baryonique et matière noire, une substance invisible et inconnue constituant la majorité de la matière dans l'univers, s'entremêlaient dans un brouillard presque uniforme. Cela a été ondulé avec de petites fluctuations de densité, et au fil du temps, ceux-ci ont été amplifiés par la gravité qui les a transformés en un réseau de filaments traversant l'univers.

Nous l'appelons la toile cosmique. Aux points les plus denses de la toile, des galaxies se sont formées. Dans ces galaxies, quelques centaines de millions d'années après le Big Bang, l'hydrogène a commencé à brûler dans les étoiles et la fusion nucléaire a forgé des éléments lourds, notamment le carbone et l'oxygène. D'autres éléments se sont formés lors d'explosions stellaires cataclysmiques. Et au centre des galaxies, les trous noirs supermassifs se sont développés en accumulant des baryons, libérant de l'énergie dans le processus.

Le flamboiement des jeunes étoiles, les explosions de supernovae et l'intensité des trous noirs ont un effet important :elles entraînent des flux de gaz à travers et hors des galaxies. On sait depuis longtemps que ce "feedback" est essentiel pour réguler la croissance des galaxies et pour mélanger les différents éléments chimiques dans les régions entre les étoiles. Sans un tel mélange, tu n'existerais pas. Une partie du fer dans votre sang provient des supernovae et le carbone provient des cendres d'étoiles mortes depuis longtemps. Nous sommes tous ce que les méchants de Harry Potter peuvent appeler des "sangs de bourbe" cosmiques.

Certains des flux de gaz entraînés par la formation d'étoiles et la croissance des trous noirs peuvent s'échapper des galaxies, émergeant dans le "milieu circumgalactique" - ou CGM. C'est l'interface entre le milieu interstellaire (la substance entre les étoiles) et le milieu intergalactique plus large (la substance entre les galaxies).

Ces vents transportent les éléments lourds formés dans les galaxies vers le CGM. Certains de ces éléments retomberont plus tard, peut-être pour être incorporé dans de nouveaux systèmes solaires. D'autres passeront le reste de l'éternité en exil dans l'espace intergalactique.

Des simulations informatiques montrent ce processus dans les moindres détails. Mais alors que nous pouvons mesurer les sorties autour des galaxies dans l'univers réel, nous ne les avons pas observés directement à très grande échelle, qui s'étendent sur des centaines de milliers d'années-lumière autour des galaxies. Jusqu'à maintenant.

Un fantôme galactique

Nous avons utilisé un instrument appelé Keck Cosmic Web Imager pour observer une galaxie qui fait partie d'un échantillon de galaxies que nous étudions depuis un certain temps. L'instrument, basé à Hawaï, n'est pas un appareil photo ordinaire. Il mesure le spectre de lumière captée par le télescope, disperser la lumière dans ses différentes fréquences, ou couleurs. Cela nous permet de voir beaucoup plus qu'il ne serait possible autrement avec une caméra d'imagerie traditionnelle.

Les galaxies nous intéressaient car elles sont connues pour provoquer des sorties de gaz extrêmement rapides, voyager à 1, 000 kilomètres par seconde ou plus. Ils sont également extrêmement compacts par rapport à la plupart des galaxies. Nous pensons que la plupart d'entre eux se sont formés à partir de la collision de deux galaxies qui se sont maintenant fusionnées en une seule.

Lorsque nous avons examiné les données KCWI pour la première fois, il faisait dresser les poils sur la nuque. Nous nous attendions à détecter quelque chose, mais ce que nous avons vu nous a vraiment surpris. Autour de la galaxie se trouvait un énorme nuage de gaz incandescent, ressemblant à la forme d'un sablier de près d'un tiers de million d'années-lumière de diamètre. Cette nébuleuse rougeoyante éclipse la galaxie centrale, mais sans KCWI, vous ne sauriez pas qu'il était là.

Il n'y a rien de paranormal ici cependant. De la couleur, ou fréquence, de la lumière, nous savons qu'il est émis par des ions oxygène. Notre analyse montre que la nébuleuse s'est formée à la suite de deux sorties de gaz distinctes (les vents) qui se sont propagées de la galaxie centrale vers le CGM. Nous appelons la nébuleuse Makani – un mot hawaïen pour vent, par respect pour l'importance culturelle de la montagne à partir de laquelle les observations ont été faites.

À Makani, nous voyons directement pour la première fois le mécanisme par lequel le CGM est chauffé et enrichi. Notre analyse initiale montre que les propriétés de l'écoulement sont globalement en accord avec les prédictions de la théorie. Nous avons maintenant les système idéal pour étudier le processus, et peut utiliser ces données pour affiner les modèles.

Ce qu'il faut maintenant, c'est plus d'exemples d'objets comme Makani. Et comme les enquêteurs que nous sommes, notre équipe est maintenant à la recherche d'autres spectres qui se cachent là-bas.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.