Les galaxies sont souvent considérées comme étincelantes d'étoiles, mais ils contiennent aussi du gaz et de la poussière. Maintenant, une équipe dirigée par des astronomes de l'UCLA a utilisé de nouvelles données pour montrer que les étoiles sont responsables de la production de poussière à l'échelle galactique, une conclusion conforme à la théorie de longue date. La poussière est importante car elle est un élément clé des planètes rocheuses telles que la Terre.

Cette recherche est publiée en ligne aujourd'hui dans le Lettres de revues astrophysiques .

Jean Turner, professeur à l'UCLA dans le département d'astronomie et de physique, son étudiante diplômée S. Michelle Consiglio, et deux autres collaborateurs ont observé une galaxie à environ 33 millions d'années-lumière. Les chercheurs se sont concentrés sur cette galaxie, appelé "II Zw 40, " parce qu'elle forme vigoureusement des étoiles et donc utile pour tester les théories de la formation d'étoiles. " Cette galaxie possède l'une des plus grandes régions de formation d'étoiles de l'univers local, " a déclaré Turner.

Les chercheurs, dirigé par Consiglio, ont obtenu des images de II Zw 40 à l'aide du télescope Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Ce télescope, situé dans le désert d'Atacama au Chili, est composé d'un réseau de 66 télescopes individuels qui fonctionnent comme un seul grand observatoire. En 2011, Turner a pris un congé sabbatique de trois mois de l'UCLA pour aider à préparer l'Atacama Array à utiliser par la communauté astronomique. "J'ai aidé à réduire les données et j'ai servi comme astronome de service, " elle a dit.

Le télescope est sensible à la lumière dans la partie millimétrique et submillimétrique du spectre électromagnétique, juste légèrement plus court que les micro-ondes. Capturer ce genre de lumière nécessite un télescope à haute altitude - celui-ci est construit sur un plateau à 16, 400 pieds - parce que "l'atmosphère terrestre commence à absorber très fortement à ces longueurs d'onde, " a déclaré Turner. " Tous les scientifiques d'ALMA travaillent à une altitude inférieure parce que vous ne pouvez pas bien penser à cette altitude, " elle a ajouté.

Consiglio et son équipe ont observé la région centrale de II Zw 40, une partie de la galaxie avec deux jeunes amas d'étoiles, chacun contenant environ un million d'étoiles. En imageant les amas d'étoiles du II Zw 40 à différentes longueurs d'onde, ils ont construit une carte qui a tracé la poussière dans la galaxie. Poussière astronomique—faite principalement de carbone, le silicium et l'oxygène - est répandu dans l'univers. "Si vous regardez la Voie Lactée dans le ciel, il a l'air un peu inégal et tacheté. C'est à cause de la poussière qui bloque la lumière, " a déclaré Turner.

Les chercheurs ont testé si l'emplacement de la poussière de la galaxie était cohérent avec l'emplacement des amas d'étoiles de la galaxie. Ils ont découvert que c'était le cas :Consiglio et son équipe ont montré que la poussière de II Zw 40 était concentrée à environ 320 années-lumière des amas d'étoiles. "La poussière est toute concentrée près du double amas, " a déclaré Turner. Cette observation a soutenu leur hypothèse selon laquelle les étoiles sont responsables de la production de poussière. " Le double amas est une 'usine à suie' qui pollue son environnement local, " a déclaré Consiglio.

Les scientifiques ont longtemps théorisé que les étoiles produisent de la poussière en expulsant les éléments fusionnés au plus profond de leur intérieur, enrichissant leurs galaxies hôtes en éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium. Cependant, les données astronomiques n'ont jusqu'à présent pas étayé cette affirmation. "Les gens ont cherché cet enrichissement à grande échelle des galaxies, mais ils ne l'ont pas vu avant, " a déclaré Turner. "Nous assistons à un enrichissement à l'échelle de la galaxie et nous voyons clairement d'où il vient."

Les chercheurs proposent que l'enrichissement en poussière est si évident dans les amas d'étoiles II Zw 40 car ils contiennent un grand nombre de très jeunes, étoiles massives, qui sont les producteurs de poussière. "Les échelles de temps évolutives de ces étoiles sont suffisamment courtes pour que vous voyiez la poussière avant qu'elle n'ait une chance de se disperser très loin de sa source, " a déclaré Turner. " Nous cherchons le meilleur endroit pour voir l'enrichissement de la poussière, dans les grands amas d'étoiles, " a ajouté Consiglio.

Ces nouveaux résultats motivent l'équipe à observer davantage d'amas d'étoiles. "C'est un instantané d'un amas double à un âge dans une galaxie, " a déclaré Turner. "Notre objectif est maintenant de trouver d'autres sources et de les examiner à différents stades d'évolution pour mieux comprendre l'évolution de ces amas d'étoiles géantes et comment ils enrichissent leur environnement en poussière."