Deux galaxies fusionnent. Crédit :Télescope spatial Hubble
Les noyaux galactiques actifs (AGN) jouent un rôle majeur dans l'évolution des galaxies. Les astronomes de SRON et RuG ont maintenant utilisé un échantillon record de galaxies pour confirmer que les fusions de galaxies ont un effet positif sur l'allumage des AGN. Ils ont pu compiler environ 10 fois plus d'images de galaxies en fusion que les études précédentes en utilisant un algorithme d'apprentissage automatique.
L'une des plus grandes questions en astronomie est de savoir comment les galaxies évoluent des nuages de gaz et de poussière aux belles structures en spirale observées dans notre voisinage galactique. Les noyaux galactiques actifs (AGN) constituent des objets de recherche intéressants pour répondre à une partie de la question, car il semble y avoir une co-évolution entre les AGN et les galaxies. Les AGN abritent des trous noirs supermassifs qui émettent d'énormes quantités d'énergie après avoir accrété du gaz de leur environnement. Certains ont des champs magnétiques ou gravitationnels suffisamment grands pour cracher des jets de leurs pôles s'étendant sur des milliers d'années-lumière.
La co-évolution est une voie à double sens. D'un côté, le stade d'évolution d'une galaxie affecte l'activité AGN. Les AGN semblent prospérer à un certain stade de l'évolution d'une galaxie, parce que nous voyons l'activité AGN culminer dans les galaxies à une distance particulière, et donc à un moment particulier du passé. D'autre part, L'activité AGN affecte la formation d'étoiles d'une galaxie. Cela pourrait aller dans les deux sens. Un jet d'AGN repousse le gaz alors qu'il se propage à travers la galaxie, forçant le gaz à entrer en collision avec d'autres gaz et créant ainsi des grumeaux, des graines pour les bébés étoiles. Mais les AGN émettent aussi de l'énergie, réchauffer le gaz et l'empêcher ainsi de refroidir et de se condenser en grumeaux.
Galaxie à noyau actif. Crédit :ESO/WFI (Optique); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimètre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (Radiographie)
Des astronomes de l'Institut néerlandais de recherche spatiale SRON et de l'Université de Groningen (RuG), dont Lingyu Wang et Fangyou Gao, ont maintenant utilisé un échantillon avec un nombre record de galaxies pour étudier l'un des facteurs censés avoir un effet positif sur l'allumage des AGN :les fusions entre galaxies. Et en effet, les chercheurs ont trouvé une corrélation. Ils comptaient environ 1,4 fois plus d'AGN dans les fusions que dans les non-fusions. Et dans l'autre sens, les chercheurs ont trouvé environ 1,3 fois plus de fusions dans les échantillons de galaxies avec un AGN par rapport aux échantillons de galaxies sans AGN.
L'équipe de recherche a utilisé un algorithme d'apprentissage automatique pour reconnaître les fusions. Il a fourni un échantillon qui est environ un ordre de grandeur plus grand que ceux des études précédentes, rendant la corrélation beaucoup plus fiable. "Nous avons construit un réseau pour former le système à reconnaître les fusions dans beaucoup d'images, " explique le premier auteur Fangyou Gao. " Cela nous permet d'utiliser un large échantillon de deux relevés au télescope avec des dizaines de milliers de galaxies. Les AGN sont relativement faciles à reconnaître en fonction de leur spectre. Mais les fusions doivent être classées à partir d'images, qui est typiquement le travail d'un humain. Avec l'apprentissage automatique, nous pouvons maintenant demander aux ordinateurs de le faire pour nous."