L'astronome Gregory Rudnick voit l'univers sillonné par quelque chose comme un système d'autoroute interstellaire. Les filaments - les brins de matière agrégée qui s'étendent sur des millions d'années-lumière à travers l'univers pour relier les amas de galaxies - sont les autoroutes.

"Les galaxies couleront le long de filaments des parties moins denses de l'univers vers les parties plus denses de l'univers, un peu comme des voitures circulant sur une autoroute vers la grande ville. Dans ce cas, ils vont vers de gros clusters, attiré par la gravité de ces grandes concentrations de matière, " il a dit.

Rudnick, professeur agrégé de physique et d'astronomie à l'Université du Kansas, veut en savoir plus sur l'influence des filaments sur les galaxies qui les traversent. Maintenant, le chercheur de la KU a gagné 280 $, 000 000 de la National Science Foundation pour diriger une collaboration internationale qui étudie les galaxies qui s'étendent le long de ce « réseau cosmique » de filaments.

"Je m'intéresse à la façon dont les galaxies sont affectées par les régions dans lesquelles elles vivent, " Rudnick a déclaré. "Les filaments sont le premier endroit où les galaxies entrent en contact avec les régions de plus haute densité de l'univers. Si une galaxie dans une partie « rurale » de l'univers entre dans une partie dense, Je veux savoir comment ses propriétés changent, par exemple, change-t-il le nombre d'étoiles qu'il forme, ou sa forme est-elle modifiée ? En utilisant l'analogie avec l'autoroute, lorsque vous conduisez à Kansas City, au fur et à mesure que vous avancez, de plus en plus de voitures s'accumulent à côté de vous, et parfois il y a des accidents de voiture - c'est quelque chose comme l'univers réel parce que les galaxies peuvent entrer en collision, trop."

Rudnick et ses collègues utiliseront plusieurs télescopes à travers le monde pour observer l'hydrogène neutre et le gaz moléculaire dans les galaxies lorsqu'ils voyagent le long des filaments. L'équipe espère déterminer si la quantité de gaz - le carburant pour la formation des étoiles - est moins abondante dans les galaxies filamenteuses que dans les galaxies d'autres environnements, comme ceux par eux-mêmes ou ceux dans des groupes ou des amas de galaxies.

"Lorsque les galaxies pénètrent dans un filament, la pression du gaz diffus dans le filament peut ralentir la vitesse à laquelle la galaxie forme des étoiles, " a déclaré Rudnick. " Chaque galaxie a du gaz - et s'il y en a assez, il peut s'effondrer en petites pépites et former des étoiles. Les galaxies sont constamment alimentées par du gaz et le soufflent dans un système complexe. Quand une galaxie entre dans un filament, le gaz qui alimente habituellement une galaxie devient maintenant une partie du filament. La galaxie pourrait se déconnecter de son cordon ombilical de gaz."

En d'autres termes, Rudnick a dit, "Peut-être qu'un filament est comme un long tronçon d'autoroute sans beaucoup de stations-service."

Les collaborateurs de Rudnick comprennent Rose Finn et Graziano Vernizzi du Sienna College à Loudonville, New York, ainsi que des chercheurs du monde entier et des étudiants de la KU, dont un étudiant diplômé qui sera directement soutenu par la subvention. L'équipe utilisera plusieurs télescopes, dont le télescope Philips Claude sur l'observatoire du mont Laguna en Californie, dont KU détient une part. Le groupe utilisera également le télescope IRAM de Pico Veleta dans la Sierra Nevada espagnole, le radiotélescope de Nançay en France et l'un des télescopes spatiaux astronomiques infrarouges de la NASA, surnommé "WISE" pour le Wide-field Infrared Survey Explorer.

Les observations de l'équipe étudieront les galaxies cibles dans de nombreuses longueurs d'onde de lumière différentes, révélant diverses informations à leur sujet. Par exemple, non seulement les enquêteurs observeront les étoiles présentes dans les galaxies mais aussi le gaz qui est la matière première pour la formation de nouvelles étoiles.

« Le gaz a plusieurs phases et différentes formes, " Rudnick a dit. " L'hydrogène neutre est un atome d'hydrogène unique avec un proton et un électron. Mais quand cela est compressé, les atomes d'hydrogène peuvent se combiner pour former de l'hydrogène moléculaire avec deux atomes - c'est à partir de là que se forment les étoiles. L'hydrogène neutre est le réservoir de gaz, et quand il est canalisé dans les galaxies, il devient de l'hydrogène moléculaire et peut former des étoiles - et il brille. En observant cette lueur dans la lumière qui est invisible à l'œil, mais visible avec les radiotélescopes, nous pouvons mesurer l'approvisionnement en carburant des galaxies."

Rudnick a déclaré que l'équipe ferait des observations à de nombreuses longueurs d'onde différentes pour mieux saisir le cycle du gaz dans les galaxies tel qu'il est fourni, chauffé, utilisé et expulsé. Par exemple, observer l'émission d'hydrogène ionisé, l'équipe se concentrera sur des longueurs d'onde de lumière spécifiques qui correspondent à celles de la partie rouge du spectre visible. Ce sont ces observations qui seront réalisées avec la part de KU dans le télescope Philips Claud sur le mont Laguna.

"Si vous prenez un atome d'hydrogène et que vous enlevez un électron et s'il retombe sur l'atome plus tard, il émet de la lumière à une longueur d'onde spécifique, " a déclaré Rudnick. " La lueur de cette lumière spécifique nous indique où les étoiles se forment en ce moment. Et « en ce moment » est dans les cinq à 10 millions d'années – en termes d'astronomie, c'est un clin d'œil car ces galaxies mettent au moins quelques centaines de millions d'années pour évoluer de manière notable. »

Une partie du travail de subvention soutiendra également un programme d'astronomie basé sur la recherche réussi dans les écoles locales du Kansas, l'étendre à 20 étudiants d'horizons divers.

"Je suis maintenant en cinquième année de gestion d'un programme de sensibilisation à Lawrence High School, " a déclaré Rudnick. " Dans le cadre du programme, Je travaille avec un professeur qui a obtenu son BA en astronomie à la KU et avec un diplômé de la KU, les deux qui aident à exécuter le cours. Au premier semestre, les étudiants suivent un cours d'astronomie similaire à ce que nous enseignons aux étudiants de la KU. Au deuxième semestre, ils font un projet de recherche avec des données du télescope spatial Spitzer de la NASA, qui se termine par un mini-symposium à la KU auquel participent des professeurs et des étudiants diplômés. »