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    Des chercheurs décrivent la formation des galaxies

    À gauche, une image prise avec le télescope spatial Hubble en lumière visible et en lumière infrarouge, sur la base des observations Hubble les plus profondes jamais obtenues. Il montre des centaines de galaxies à différentes distances, et qui ont émis leur lumière de plus en plus loin dans le temps. A droite la même image du télescope ALMA montrant la poussière dans les galaxies du champ ultra-profond de Hubble. Ces observations ALMA constituent l'image la plus profonde jamais réalisée d'émission de poussières de galaxies lointaines. Crédit :STScI &ASPECS

    Une équipe internationale d'astronomes, avec des chercheurs de l'observatoire de Leyde jouant un rôle de premier plan, a cartographié le carburant pour la formation des galaxies dans l'emblématique champ ultra-profond de Hubble. Les résultats de la recherche ont été acceptés pour publication dans Le Journal d'Astrophysique .

    La recherche montre comment les galaxies se sont formées et comment elles se développent. Il montre également pourquoi la période comprise entre 10 et 13 milliards d'années représentait l'âge d'or pour la formation des galaxies.

    Les astronomes ont travaillé ensemble dans le cadre du programme ASPECS. ASPECS est l'un des premiers grands projets internationaux menés avec le télescope ALMA. Quatre chercheurs de Leyde ont joué un rôle important dans le projet. Les chercheurs ont combiné 200 heures d'observations du télescope ALMA au Chili avec la spectroscopie de l'instrument MUSE sur le Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral, ESO (également au Chili).

    Des études antérieures ont montré que la formation d'étoiles et de galaxies a culminé il y a environ 10 milliards d'années. Mais la cause et la taille de cette vague de naissance sont restées un mystère jusqu'à présent. En effet, les télescopes utilisés n'étaient pas capables de voir à travers la poussière et de détecter directement le carburant pour la formation des étoiles. Mais le télescope ALMA est capable de faire exactement cela.

    Matière première pour les étoiles

    Les astronomes ont recherché la raie d'émission de monoxyde de carbone dans le champ ultra-profond de Hubble. De là, ils ont pu en déduire la quantité d'hydrogène moléculaire, la matière première pour la formation des étoiles. Pour rendre leurs inférences aussi précises que possible, ils avaient besoin de connaître le nombre d'éléments lourds dans le gaz, la densité et la température, et la force du champ de rayonnement brillant sur le monoxyde de carbone. Le doctorat de Leyde. le candidat Leindert Boogaard a effectué cette tâche à l'aide de l'instrument MUSE.

    Boogaard dit, "En combinant les observations du gaz froid avec celles du gaz chaud et de la lumière des étoiles, nous obtenons une vue unique sur les galaxies lointaines. En combinant ces nombreuses pièces de puzzle, nous sommes capables de comprendre l'ensemble du processus de croissance et de formation des galaxies."

    Les galaxies du champ ultra-profond de Hubble avec le plus de carburant ont été principalement découvertes comme étant des galaxies normales, avec des masses d'étoiles et des taux de formation d'étoiles moyens. D'autres galaxies sont ce qu'on appelle des galaxies en étoile, avec une activité de formation d'étoiles inhabituellement élevée, ou galaxies au repos, avec une activité inhabituellement faible.

    âge d'or

    La recherche montre que la quantité d'hydrogène moléculaire dans l'univers a augmenté régulièrement jusqu'à il y a environ 10 milliards d'années, contre 13,8 milliards d'années à l'époque du Big Bang. L'astronome Rychard Bouwens dit :"C'était donc l'âge d'or de la formation des étoiles, avec beaucoup de matière première nécessaire pour former de nouvelles étoiles et galaxies. La moitié des étoiles qui existent encore aujourd'hui sont nées pendant cette brève période de l'histoire cosmique."

    À l'avenir, les astronomes veulent examiner les galaxies individuelles plus en détail. Une telle vue détaillée sera possible en utilisant le mode haute résolution des télescopes ALMA en combinaison avec les observations du futur télescope spatial James Webb.

    Les résultats sont décrits dans plusieurs articles qui ont été acceptés pour publication dans le Journal d'astrophysique .


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