Image composite couleur du Centaure A, révélant les lobes et les jets émanant du trou noir central de la galaxie active. Crédit :ESO/WFI (Optique); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimètre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (Radiographie)
En utilisant la spectroscopie intégrale de champ (IFS) et des outils de modélisation avancés, Les chercheurs de l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) Iris Breda et Polychronis Papaderos ont franchi une étape importante vers la résolution d'une énigme de longue date en astronomie extragalactique - la nature et la formation de la composante sphérique centrale dans les galaxies spirales comme la Voie lactée.
On pense que le renflement se forme par deux voies distinctes :les renflements classiques sont constitués d'étoiles anciennes, plus ancien que le disque, parce qu'ils se sont assemblés rapidement il y a plus de 10 milliards d'années, avant les disques. Les pseudo-renflements ont des étoiles du même âge que le disque, parce qu'ils se sont assemblés progressivement par une combinaison de processus dynamiques, avec formation d'étoiles continue alimentée par l'afflux de gaz du disque.
Ces deux scénarios impliquent que les renflements classiques et les pseudo-bulges ont des caractéristiques étonnamment différentes, mais ce contraste aigu n'a jamais été observé, malgré de nombreuses études au cours des dernières années.
Pour résoudre cette énigme, l'équipe a réalisé une analyse de modélisation spectrale sans précédent de plus d'un demi-million de spectres individuels, pour résoudre spatialement l'histoire de la formation d'étoiles des composants de renflement et de disque de 135 galaxies de l'enquête CALIFA IFS.
Selon Ph.D. étudiante Iris Breda (IA &Faculté des Sciences de l'Université de Porto), ce qu'ils ont trouvé "implique que l'échelle de temps de formation des renflements est inversement liée à la masse totale de la galaxie :la formation des renflements dans les galaxies massives est achevée dans les 4 premiers milliards d'années de l'évolution cosmique, alors qu'il se poursuit encore à un rythme lent dans les moins massifs."
Image de la grande galaxie spirale NGC 1232. Les couleurs des différentes régions sont bien visibles :les zones centrales contiennent des étoiles plus anciennes de couleur rougeâtre, tandis que les bras spiraux sont peuplés de jeunes, étoiles bleues et de nombreuses régions de formation d'étoiles. Crédit :ESO
Cette étude, Publié dans Astronomie &Astrophysique , révèle un nouveau scénario cohérent pour la formation de renflements galactiques. Breda ajoute :« notre étude révèle une nette continuité dans les propriétés des renflements, ce qui s'oppose fortement à l'image standard de deux scénarios de formation de renflement opposés. Au lieu, la croissance exponentielle est entraînée par une superposition de processus rapides-précoces et lents-séculaires, dont l'importance relative est régulée par la masse et la densité des galaxies."
Un autre objectif de ce projet a été d'évaluer le rôle des noyaux galactiques actifs (AGN), alimenté par l'accrétion de matière sur des trous noirs super-massifs. Ils ont découvert que les AGN sont la principale source d'ionisation de gaz dans les renflements massifs, alors que négligeable dans les renflements plus jeunes de faible masse. Cela pourrait avoir des implications de grande envergure pour notre compréhension de la co-évolution entre les renflements et les trous noirs super-massifs.
Au chercheur FCT Polychronis Papaderos (IA &Université de Porto), "Nos résultats sont cohérents avec l'idée que l'efficacité radiative de l'accrétion de matière sur les trous noirs super-massifs est à l'échelle de la masse SMBH ou avec une corrélation positive entre la masse de la galaxie et le rapport de masse des trous noirs super-massifs à la masse renflée. l'exploration de ces hypothèses est d'un intérêt considérable.
Ce projet exigeant en calcul est allé au-delà des précédents, en ce qui concerne la quantité de données analysées, par le fait qu'il a fourni une séparation précise du renflement et du disque, mais aussi parce que, pour la première fois, un post-traitement des histoires de formation d'étoiles déduites avec RemoveYoung a été effectué. De cette façon, il a été possible d'explorer comment le renflement et le disque se sont formés.
L'étude a révélé que la contribution de la luminosité des étoiles de moins de 9 milliards d'années est étroitement corrélée à la masse stellaire, densité de surface stellaire, âge et niveau d'enrichissement chimique des renflements des galaxies. Cette quantité est donc un nouveau diagnostic puissant des propriétés physiques et évolutives des renflements des galaxies.
Au coordinateur d'IA José Afonso (IA &Faculté des sciences de l'Université de Lisbonne) :« C'est une merveilleuse démonstration de la capacité scientifique et technique d'IA à comprendre l'un des plus grands mystères de l'astrophysique :comment les galaxies se sont formées tout au long de l'histoire de l'Univers. L'utilisation des outils de calcul performants développés par les chercheurs d'IA, ainsi que des observations de certains des télescopes et instruments les plus puissants disponibles, ouvre une nouvelle vue, et une nouvelle compréhension, sur l'histoire de l'assemblage des galaxies, non seulement dans l'espace mais aussi dans le temps."
