Un rendu en volume du vent de gaz ionisé à Makani. Deux des dimensions sont spatiales, et le troisième est la vitesse. Les couleurs tracent l'axe des vitesses, indiqué par la flèche au centre. Les emplacements approximatifs des deux épisodes d'écoulement proposés sont indiqués. Crédit :Jim Geach, Arbre David, Peter Richardson (Université du Hertfordshire)
En explorant l'influence des vents galactiques d'une lointaine galaxie appelée Makani, Alison Coil de l'UC San Diego, David Rupke du Rhodes College et un groupe de collaborateurs du monde entier ont fait une nouvelle découverte. Publié dans La nature , les résultats de leur étude fournissent pour la première fois des preuves directes du rôle des vents galactiques - les éjections de gaz des galaxies - dans la création du milieu circumgalactique (CGM). Il existe dans les régions autour des galaxies, et il joue un rôle actif dans leur évolution cosmique. La composition unique de Makani, qui signifie vent en hawaïen, s'est prêtée de manière unique aux découvertes révolutionnaires.
"Makani n'est pas une galaxie typique, " a noté Bobine, professeur de physique à l'UC San Diego. "C'est ce qu'on appelle une fusion majeure en phase avancée - deux galaxies de masse similaire récemment combinées, qui se sont réunis à cause de l'attraction gravitationnelle que chacun ressentait l'un de l'autre à mesure qu'ils se rapprochaient. Les fusions de galaxies conduisent souvent à des événements starburst, lorsqu'une quantité substantielle de gaz présent dans les galaxies en fusion est comprimée, résultant en une explosion de nouvelles naissances d'étoiles. Ces nouvelles étoiles, dans le cas de Makani, probablement causé les énormes flux sortants, que ce soit dans des vents stellaires ou à la fin de leur vie lorsqu'ils ont explosé en supernovae."
Bobine a expliqué que la plupart du gaz dans l'univers apparaît inexplicablement dans les régions entourant les galaxies, pas dans les galaxies. Typiquement, quand les astronomes observent une galaxie, ils ne la voient pas subir des événements dramatiques - de grandes fusions, le réarrangement des étoiles, la création d'étoiles multiples ou de conduite énorme, vents rapides.
"Bien que ces événements puissent se produire à un moment donné de la vie d'une galaxie, ils seraient relativement brefs, " a noté Bobine. " Ici, nous l'attrapons en fait très bien car cela se produit à travers ces énormes sorties de gaz et de poussière. "
Le vent galactique géant entourant le massif, galaxie compacte Makani. Les couleurs et les lignes de contour blanches montrent la quantité de lumière émise par le gaz ionisé à partir de différentes parties de la nébuleuse d'oxygène, du plus brillant (blanc) au plus pâle (violet). La partie centrale de l'image (noir) montre toute l'étendue de la galaxie, bien que la majeure partie de la galaxie soit concentrée au centre (le petit cercle vert). Les axes indiquent la distance depuis le centre de la galaxie en kiloparsecs. Crédit :Gene Leung (UC San Diego)
Bobine et Rupke, le premier auteur de l'article, utilisé les données collectées à partir du nouvel instrument Keck Cosmic Web Imager (KCWI) de l'Observatoire W. M. Keck, combinés avec des images du télescope spatial Hubble et de l'Atacama Large Millimeter Array (ALMA), pour tirer leurs conclusions. Les données du KCWI ont fourni ce que les chercheurs appellent la "détection stupéfiante" de l'oxygène gazeux ionisé à des échelles extrêmement grandes, bien au-delà des étoiles de la galaxie. Cela leur a permis de distinguer un écoulement gazeux rapide lancé depuis la galaxie il y a quelques millions d'années, d'une sortie de gaz lancée des centaines de millions d'années plus tôt qui a depuis considérablement ralenti.
"L'écoulement antérieur s'est répandu à de grandes distances de la galaxie, tandis que le jeûne, la sortie récente n'a pas eu le temps de le faire, " a résumé Rupke, professeur agrégé de physique au Rhodes College.
Du Hubble, les chercheurs se sont procuré des images des étoiles de Makani, montrant que c'est un énorme, galaxie compacte résultant de la fusion de deux galaxies autrefois séparées. De l'ALMA, ils pouvaient voir que la sortie contient des molécules ainsi que des atomes. Les ensembles de données ont indiqué qu'avec une population mixte de personnes âgées, étoiles moyennes et jeunes, la galaxie pourrait également contenir un trou noir supermassif accréteur obscurci par la poussière. Cela suggère aux scientifiques que les propriétés et les échelles de temps de Makani sont cohérentes avec les modèles théoriques des vents galactiques.
« En termes de taille et de vitesse de déplacement, les deux sorties sont cohérentes avec leur création par ces événements passés de starburst ; ils sont également cohérents avec les modèles théoriques de la force et de la rapidité des vents s'ils sont créés par des rafales d'étoiles. Donc les observations et la théorie s'accordent bien ici, " a noté Bobine.
Rupke a remarqué que la forme en sablier de la nébuleuse de Makani rappelle fortement des vents galactiques similaires dans d'autres galaxies, mais que le vent de Makani est beaucoup plus grand que dans les autres galaxies observées.
"Cela signifie que nous pouvons confirmer qu'il déplace réellement du gaz de la galaxie vers les régions circumgalactiques qui l'entourent, ainsi que de balayer plus de gaz de son environnement à mesure qu'il se déplace, " expliqua Rupke. " Et il en déplace une grande partie - au moins un à 10 pour cent de la masse visible de l'ensemble de la galaxie - à des vitesses très élevées, des milliers de kilomètres par seconde."
Rupke a également noté que si les astronomes convergent sur l'idée que les vents galactiques sont importants pour alimenter le CGM, la plupart des preuves proviennent de modèles théoriques ou d'observations qui ne couvrent pas l'ensemble de la galaxie.
"Ici, nous avons toute l'image spatiale d'une galaxie, ce qui est une illustration remarquable de ce que les gens attendaient, ", a-t-il déclaré. "L'existence de Makani fournit l'une des premières fenêtres directes sur la façon dont une galaxie contribue à la formation continue et à l'enrichissement chimique de son CGM."
