Un profond, mosaïque de bande g à grand champ du groupe M81, prises avec Subaru HSC. Crédit :Smercina et al., 2019.
Une équipe internationale d'astronomes a utilisé le télescope Subaru pour sonder le halo stellaire de la galaxie Messier 81 (M81) voisine. Les observations ont abouti à l'une des études les plus détaillées d'un halo stellaire menées à ce jour. L'étude est détaillée dans un article publié le 31 octobre sur arXiv.org.
Les halos stellaires sont des populations sphériques d'étoiles et d'amas globulaires entourant la plupart des galaxies à disques, contenant généralement les étoiles les plus anciennes et les plus pauvres en métaux de la galaxie. D'où, ils pourraient être cruciaux pour mieux comprendre la formation et l'évolution des galaxies. Cependant, en raison de leur faible luminosité, les halos stellaires sont généralement difficiles à observer.
Situé à quelque 12 millions d'années-lumière, M81 est une galaxie spirale d'environ la moitié de la taille de la Voie lactée. Découvert en 1774, la galaxie appartient au groupe de galaxies M81 contenant également Messier 82 (M82), NGC 3077, et des dizaines d'autres galaxies. M81 interagit actuellement avec M82 et NGC 3077, ce qui en fait la fusion galactique significative en cours la plus proche.
Ce qui déconcerte les astronomes, c'est que M81, comme les autres galaxies de masse de la Voie lactée, présente une gamme incroyable de propriétés de halo stellaire. L'origine d'une telle diversité n'est pas encore claire, et une enquête détaillée sur le halo stellaire de M81 pourrait faire la lumière sur ce mystère.
Ainsi, les astronomes dirigés par Adam Smercina ont observé le halo de M81 avec la Subaru Hyper Suprime-Cam (HSC) au télescope Subaru. Les observations ont été réalisées en 2015, et a révélé le halo de M81 avec des détails sans précédent.
"Dans ce document, nous présentons une enquête Subaru Hyper Suprime-Cam (HSC) des populations de halo stellaire résolues du groupe M81 en interaction - l'étude la plus détaillée d'un halo stellaire jamais obtenue en dehors du groupe local (LG), " ont écrit les astronomes dans le journal.
Les auteurs de l'article ont noté que leur étude a fourni la première vue complète de l'évolution du halo stellaire d'une galaxie tout au long d'un événement de fusion. En particulier, ils ont résolu le halo du M81 à des luminosités de surface équivalentes à la bande V sans précédent de plus de 34 mag/arcsec 2 , et a réalisé la toute première carte mondiale de densité de masse stellaire pour un halo stellaire de masse de la Voie lactée au-delà du groupe local.
La recherche a révélé que la masse stellaire totale accumulée dans le passé pour M81 est d'environ 1,16 milliard de masses solaires, tandis que la métallicité du halo de M81, dans un rayon d'environ 98, 000 années-lumière, a été mesurée à -1,2. La métallicité est conforme à la masse accumulée dans le passé de la galaxie, par rapport à la relation masse-métallicité du halo stellaire.
La carte codée par métallicité des étoiles à branches géantes rouges a confirmé la triple interaction entre M81, M82 et NGC 3077. Il a souligné le contraste frappant entre les propriétés du halo de M81 à grands rayons et les débris riches en métaux autour des satellites en interaction. La masse de débris de marée, qui est actuellement non relié de M82 et NGC 3077, a été estimée à environ 600 millions de masses solaires.
"Ensemble, ces mesures nous permettent de reconstituer la saga de M81. Cet analogue de la Voie Lactée a connu une histoire tranquille, accroissant au maximum un petit satellite de masse nuageuse de Magellan, probablement au début de sa vie. Ses fusions en cours avec M82 et NGC 3077, cependant, ont déjà modifié les propriétés du halo stellaire de M81 sur un court ( échelle de temps <1Gyr), fournir une infusion substantielle de matériau riche en métal non lié, " ont conclu les astronomes.
En ce qui concerne l'avenir du halo de M81, les scientifiques supposent que dans les prochains milliards d'années, la fusion avec M82 transformera le halo de M81 d'un des halos les moins massifs et les plus pauvres en métaux en l'un des halos les plus massifs et riches en métaux connus à ce jour.
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