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    Analyse de 2, 000 galaxies utilisant le radiotélescope MeerKat révèlent de nouvelles perspectives

    Corrélation entre la masse des galaxies (axe X) et la différence de leurs émissions radio à différentes fréquences radio (axe Y). Chaque symbole représente une galaxie individuelle. L'image d'un exemple de galaxie provient du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA. T signifie le temps nécessaire à la lumière pour voyager de ces galaxies jusqu'à nous. Crédit :Fangxia An (IDIA/UWC)

    Galaxies—collections massives de gaz, poussière, et des milliards d'étoiles et de leurs systèmes solaires - sont une composante fondamentale de notre Univers. Comprendre comment ils se sont formés et évolués au cours des ères cosmiques reste l'un des plus grands défis de l'astronomie moderne.

    Il y a plusieurs raisons à cela. D'abord, le nombre de galaxies :les astronomes ont estimé qu'il y a environ 200 milliards de galaxies dans notre Univers. Seconde, la taille et l'âge de ces galaxies. Leurs âges vont de 100 millions à 10 milliards d'années et la taille varie d'environ 3, 000 à 300, 000 années-lumière. Une année-lumière correspond à 9,46 x 10¹² km — clairement, alors, les galaxies sont immenses et anciennes.

    Cependant, les galaxies ne sont pas totalement mystérieuses. La technologie permet aux astronomes de les étudier et de les analyser beaucoup plus en détail qu'il n'était possible auparavant. Notre nouvelle étude a utilisé les observations du puissant réseau de radiotélescopes MeerKAT, situé en Afrique du Sud, analyser plus de 2, 000 galaxies. MeerKAT est le radiotélescope le plus sensible de l'hémisphère sud jusqu'au Square Kilometer Array (SKA, qui sera le plus grand radiotélescope du monde) est terminé.

    Nos résultats suggèrent que, dans les galaxies que nous avons analysées, leur cours d'évolution s'accompagne probablement de la perte d'énergie des électrons des rayons cosmiques avec le temps. L'énergie ne disparaît pas - et ne peut pas - simplement disparaître. Au lieu, au fur et à mesure que les électrons ralentissent, leur énergie est convertie en celle des émissions électromagnétiques. Ces émissions, après avoir échappé aux confins de la galaxie et parcouru les distances cosmiques, sont parmi les signaux révélateurs captés par le MeerKAT.

    Ces découvertes nous aident à mieux comprendre la nature de ces galaxies, et en plus, la formation et l'évolution des galaxies en général, y compris notre galaxie d'origine, la voie Lactée, qui est peut-être en train de subir un processus similaire en ce moment. Ce n'est pas un processus dont il faut s'inquiéter; c'est juste quelque chose que les scientifiques veulent mieux comprendre.

    Combiner les données

    Notre étude était ce qu'on appelle une analyse statistique. Différents phénomènes astrophysiques créent des ondes électromagnétiques dans différentes longueurs d'onde, y compris la radio, lumière visible, infrarouge, ultra-violet, et les rayons X. Il est donc important de pouvoir combiner différentes observations sur une large gamme de spectres. C'est ce que permet une analyse statistique.

    Nous en avons sélectionné 2, 094 galaxies actives dans la formation d'étoiles, ce qui signifie qu'ils sont énergiques et jeunes - dans des échelles de temps cosmiques. Il s'agit d'un échantillon idéal pour étudier la façon dont les galaxies grandissent et les principales caractéristiques qui affectent leur formation et leur évolution.

    Les distances à ces galaxies sont si grandes que la lumière, le messager le plus rapide de l'Univers, prend environ 1 à 11 milliards d'années pour arriver d'eux. Donc, les galaxies que nous observons maintenant reflètent ce qu'elles étaient il y a environ 1 à 11 milliards d'années ; ils sont à différents stades d'évolution.

    Prochain, nous avons étudié les propriétés physiques fondamentales de ces galaxies lointaines en combinant les nouvelles observations de MeerKAT et les données d'observation existantes d'autres télescopes. Les données MeerKAT ont été collectées pendant près de 20 heures dans le cadre du projet MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration (MIGHTEE). Celui-ci cherche à observer l'espace extragalactique profond pour explorer l'évolution cosmique des galaxies. C'est l'un des grands projets d'enquête du MeerKAT priorisés par l'Observatoire de radioastronomie sud-africain.

    Principales conclusions

    En combinant l'émission de lumière dans le visible, infrarouge, et la radio de ces 2 sélectionnés, 094 galaxies, l'étude a mesuré l'ampleur, combien actif, et à quel point ils semblent brillants à différentes fréquences radio, ainsi que d'autres propriétés physiques fondamentales. Ensuite, nous avons relié les intensités d'émission radio aux propriétés physiques mesurées de ces galaxies.

    La différence entre les émissions radio à différentes fréquences radio était corrélée avec la masse des galaxies. En moyenne, les galaxies les plus massives présentent la plus grande différence d'intensité d'émission radio à différentes fréquences radio. En moyenne, nous constatons que plus une galaxie est massive, plus une telle différence tend à être grande.

    Une analyse quantitative plus poussée montre que cette tendance statistique est cohérente avec l'émission radio des électrons des rayons cosmiques qui ralentissent progressivement, un processus qui accompagne ces galaxies à travers les différentes étapes de l'évolution.

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




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