Une équipe internationale d'astronomes a effectué des observations spectroscopiques d'un protoamas de galaxies lointain connu sous le nom de PHz G237.01+42.50. Résultats de l'étude, présenté dans un article publié le 9 septembre sur le serveur de pré-impression arXiv, fournir des informations essentielles sur les propriétés de ce protocluster.

Les amas de galaxies contiennent des centaines à des milliers de galaxies liées entre elles par la gravité. Ce sont les plus grandes structures gravitationnelles connues dans l'univers, qui pourraient servir d'excellents laboratoires pour étudier l'évolution et la cosmologie des galaxies.

Les astronomes s'intéressent particulièrement aux études de protoamas de galaxies, les géniteurs des amas. De tels objets, trouvé à des redshifts élevés (supérieurs à 2,0), pourrait fournir des informations essentielles sur l'univers à ses débuts.

À un décalage vers le rouge d'environ 2,16, PHz G237.01+42.50 (ou G237 en abrégé) est un protoamas de galaxies détecté avec le satellite Planck. L'objet a été signalé pour la première fois dans l'échantillon Planck high-z (PHz), qui en contient plus de 2, 000 candidats protocluster à des redshifts compris entre 2,0 et 4,0. Les observations précédentes de ce protoamas montrent qu'il a une taille de 12 par 5,5 minutes d'arc et que son taux de formation d'étoiles est estimé entre 10, 100 et 18, 200 masses solaires par an.

Un groupe d'astronomes dirigé par Maria Polletta de l'Institut d'astrophysique spatiale et de physique cosmique de Milan, Italie, a mené des observations spectroscopiques de G237 afin d'obtenir plus d'informations sur la nature de ce protocluster. Dans ce but, ils ont utilisé le spectrographe LUCIFER—Large Binocular Telescope Near-infrared Spectroscopic Utility avec caméra et unité de terrain intégrée pour la recherche extragalactique.

Les observations ont révélé que G237 contient une surdensité de 31 galaxies identifiées par spectroscopie. Au sein de cette surdensité, deux sous-structures ont été détectées - désignées ss1 (composé de 20 galaxies) et ss2 (avec 8 galaxies). Les deux sous-structures devraient s'effondrer et devenir des amas avec des masses de halo d'environ 500 à 600 milliards de masses solaires.

Le taux total de formation d'étoiles de la surdensité dans G237 a été estimé à environ 4, 000 masses solaires par an. Les astronomes ont noté que bien que cette valeur soit plus élevée que prévu par les simulations, il est encore beaucoup plus petit qu'estimé par les études précédentes.

La recherche a révélé que la plupart des membres de la surdensité sont des galaxies à formation d'étoiles (SFG) normales avec une large gamme de masses stellaires (entre 2 et 200 milliards de masses solaires). Ils se sont avérés être soit des disques, soit des galaxies irrégulières avec des taux de formation d'étoiles cohérents avec la relation de séquence principale à leur décalage vers le rouge. Il a été ajouté que les noyaux galactiques actifs (AGN), représentent une fraction significative (environ 20 pour cent) de tous les membres du protocluster G237.

L'étude a également révélé que le noyau du G237, en plus d'être plus dense, comprend des membres qui sont, en moyenne, plus massif et en formation d'étoiles et contient une plus grande fraction d'AGN et de SFG poussiéreux que l'ensemble du protoamas.

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