Utilisation de l'explorateur spectroscopique multi-unités (MUSE), les astronomes ont effectué des observations d'un ancien amas globulaire connu sous le nom de Messier 15. La campagne d'observation a fourni des informations essentielles sur la cinématique stellaire de la région centrale de cet amas. Les résultats ont été publiés le 24 février sur arXiv.org.

Les amas globulaires (GC) sont des collections d'étoiles étroitement liées en orbite autour de galaxies. Les astronomes les perçoivent comme des laboratoires naturels permettant des études sur l'évolution des étoiles et des galaxies. En particulier, les amas globulaires pourraient aider les chercheurs à mieux comprendre l'histoire de la formation et l'évolution des galaxies de type précoce, car l'origine des GC semble être étroitement liée à des périodes de formation intense d'étoiles.

Situé à quelque 33, 000 années-lumière de la Terre, Messier 15 (ou M15, également connu sous le nom de NGC 7078) est un amas globulaire découvert en 1746, estimée à environ 13 milliards d'années, ce qui en fait l'un des plus anciens GC découverts à ce jour. C'est un amas globulaire pauvre en métaux d'un rayon d'environ 88 années-lumière, masse d'environ 100, 000 masses solaires, et c'est raide, Le profil de luminosité de surface cuspy indique qu'il s'agit d'un GC d'effondrement de noyau.

Les observations précédentes de M15 se sont concentrées sur la détection surprenante de la rotation dans ses régions centrales alors qu'une étude a identifié une rotation rapide, noyau découplé cinématiquement dans la région interne (quatre secondes d'arc) de ce GC. Une autre étude a révélé que le noyau de M15 présente une rotation plus élevée et un axe de rotation différent de ce que l'on trouve habituellement à des rayons aussi grands. Afin de mieux comprendre ce comportement, une équipe d'astronomes dirigée par Christopher Usher de l'Université de Stockholm en Suède, a décidé d'utiliser l'instrument MUSE sur le Very Large Telescope (VLT).

"En utilisant le nouveau mode champ étroit de MUSE, nous avons étudié en détail la cinématique centrale de l'effondrement du noyau GC M15, ", ont écrit les chercheurs dans le journal.

MUSE a permis à l'équipe de mesurer les vitesses radiales de 864 étoiles à moins de 8 secondes d'arc du centre de M15. Il s'agit à ce jour du plus grand échantillon de vitesses radiales jamais obtenu pour les régions les plus internes de cet amas globulaire.

En général, l'étude a révélé que M15 présente une cinématique centrale complexe, ce qui est distinct de la cinématique observée dans les parties externes de l'amas. L'axe de rotation du noyau de M15 s'avère décalé par rapport à l'axe de rotation du gros de l'amas.

Les astronomes ont noté que de tels noyaux cinématiquement distincts (KDC) comme celui de M15 se trouvent au centre de certaines galaxies massives de type précoce et sont généralement supposés se former en raison de fusions. Cependant, les fusions de GC sont considérées comme relativement rares; donc, les auteurs de l'article recherchent d'autres hypothèses qui pourraient expliquer le KDC dans M15, telles que les oscillations post-effondrement du noyau.

« Dans un futur travail, nous utiliserons des modèles dynamiques pour ajuster cet ensemble de données cinématiques. Cela nous permettra d'explorer des hypothèses possibles pour la cinématique particulière de cet amas, y compris le transfert du moment angulaire des binaires de trous noirs et des oscillations post-effondrement du noyau, " ont conclu les astronomes.

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