Les astronomes de l'Université de Californie, Bord de rivière, ont découvert que des vents puissants entraînés par des trous noirs supermassifs au centre des galaxies naines ont un impact significatif sur l'évolution de ces galaxies en supprimant la formation d'étoiles.

Les galaxies naines sont de petites galaxies qui contiennent entre 100 millions et quelques milliards d'étoiles. En revanche, la Voie lactée compte 200 à 400 milliards d'étoiles. Les galaxies naines sont le type de galaxies le plus abondant dans l'univers et orbitent souvent autour de galaxies plus grandes.

L'équipe de trois astronomes a été surprise par la force des vents détectés.

"Nous nous attendions à avoir besoin d'observations avec une résolution et une sensibilité beaucoup plus élevées, et nous avions prévu de les obtenir à la suite de nos premières observations, " a déclaré Gabriela Canalizo, professeur de physique et d'astronomie à l'UC Riverside, qui a dirigé l'équipe de recherche. "Mais nous pouvions voir les signes fortement et clairement dans les observations initiales. Les vents étaient plus forts que nous ne l'avions prévu."

Canalizo a expliqué que les astronomes soupçonnaient depuis deux décennies que les trous noirs supermassifs au centre des grandes galaxies peuvent avoir une profonde influence sur la façon dont les grandes galaxies grandissent et vieillissent.

"Nos résultats indiquent maintenant que leur effet peut être tout aussi dramatique, sinon plus dramatique, dans les galaxies naines de l'univers, " elle a dit.

Les résultats de l'étude apparaissent dans le Journal d'astrophysique .

Les chercheurs, qui comprennent également Laura V. Sales, un professeur assistant de physique et d'astronomie; et Christina M. Manzano-King, un doctorant au laboratoire de Canalizo, utilisé une partie des données du Sloan Digital Sky Survey, qui cartographie plus de 35% du ciel, identifier 50 galaxies naines, dont 29 montraient des signes d'association à des trous noirs en leur centre. Six de ces 29 galaxies ont montré des signes de vents, en particulier, des sorties de gaz ionisé à grande vitesse, émanant de leurs trous noirs actifs.

"En utilisant les télescopes Keck à Hawaï, nous avons pu non seulement détecter, mais aussi mesurer les propriétés spécifiques de ces vents, comme leur cinématique, Distribution, et la source d'alimentation - la première fois que cela a été fait, " a déclaré Canalizo. "Nous avons trouvé des preuves que ces vents peuvent modifier la vitesse à laquelle les galaxies sont capables de former des étoiles."

Manzano-Roi, le premier auteur de l'article de recherche, a expliqué que de nombreuses questions sans réponse sur l'évolution des galaxies peuvent être comprises en étudiant les galaxies naines.

"Les plus grandes galaxies se forment souvent lorsque des galaxies naines fusionnent, " dit-elle. " Les galaxies naines sont, donc, utile pour comprendre comment les galaxies évoluent. Les galaxies naines sont petites car après leur formation, ils ont en quelque sorte évité de fusionner avec d'autres galaxies. Ainsi, ils servent de fossiles en révélant à quoi ressemblait l'environnement de l'univers primitif. Les galaxies naines sont les plus petites galaxies dans lesquelles nous voyons directement les vents - les flux de gaz jusqu'à 1, 000 kilomètres par seconde, pour la première fois."

Manzano-King a expliqué que lorsque la matière tombe dans un trou noir, il se réchauffe en raison du frottement et des forts champs gravitationnels et libère de l'énergie radiative. Cette énergie pousse le gaz ambiant vers l'extérieur du centre de la galaxie vers l'espace intergalactique.

"Ce qui est intéressant, c'est que ces vents sont poussés par les trous noirs actifs dans les six galaxies naines plutôt que par des processus stellaires tels que les supernovae, " dit-elle. " Généralement, les vents entraînés par les processus stellaires sont courants dans les galaxies naines et constituent le processus dominant pour réguler la quantité de gaz disponible dans les galaxies naines pour former des étoiles."

Les astronomes soupçonnent que lorsque le vent émanant d'un trou noir est expulsé, il comprime le gaz devant le vent, ce qui peut augmenter la formation d'étoiles. Mais si tout le vent est expulsé du centre de la galaxie, le gaz devient indisponible et la formation d'étoiles pourrait diminuer. Ce dernier semble être ce qui se passe dans les six galaxies naines identifiées par les chercheurs.

« Dans ces six cas, le vent a un impact négatif sur la formation des étoiles, " Sales a déclaré. "Les modèles théoriques pour la formation et l'évolution des galaxies n'ont pas inclus l'impact des trous noirs dans les galaxies naines. Nous voyons des preuves, cependant, d'une suppression de la formation d'étoiles dans ces galaxies. Nos résultats montrent que les modèles de formation des galaxies doivent inclure les trous noirs aussi importants, sinon dominant, régulateurs de la formation d'étoiles dans les galaxies naines."

Prochain, les chercheurs prévoient d'étudier la masse et la quantité de mouvement des sorties de gaz dans les galaxies naines.

"Cela permettrait de mieux informer les théoriciens qui s'appuient sur de telles données pour construire des modèles, " dit Manzano-King. " Ces modèles, à son tour, enseigner aux astronomes observateurs comment les vents affectent les galaxies naines. Nous prévoyons également de faire une recherche systématique dans un échantillon plus large du Sloan Digital Sky Survey pour identifier les galaxies naines avec des sorties provenant de trous noirs actifs. »