Les étoiles naissent dans des nuages ​​denses de gaz d'hydrogène moléculaire qui imprègne l'espace interstellaire de la plupart des galaxies. Alors que la physique de la formation des étoiles est complexe, ces dernières années ont vu des progrès substantiels dans la compréhension de la formation des étoiles dans un environnement galactique. Ce qui détermine finalement le niveau de formation d'étoiles dans les galaxies, cependant, reste une question ouverte.

En principe, deux facteurs principaux influencent l'activité de formation d'étoiles :la quantité de gaz moléculaire présente dans les galaxies et l'échelle de temps sur laquelle le réservoir de gaz s'épuise en le convertissant en étoiles. Alors que la masse de gaz des galaxies est régulée par une compétition entre les apports de gaz, sorties et consommations, la physique de la conversion gaz-étoile n'est actuellement pas bien comprise. Compte tenu de son rôle potentiellement critique, de nombreux efforts ont été entrepris pour déterminer l'échelle de temps d'épuisement du gaz par observation. Cependant, ces efforts ont abouti à des résultats contradictoires en partie à cause du défi de mesurer les masses de gaz de manière fiable compte tenu des limites de détection actuelles.

La formation d'étoiles typique est liée au réservoir de gaz global

La présente étude de l'Institute for Computational Science de l'Université de Zurich utilise une nouvelle méthode statistique basée sur la modélisation bayésienne pour tenir compte correctement des galaxies avec des quantités non détectées d'hydrogène moléculaire ou atomique afin de minimiser les biais d'observation. Cette nouvelle analyse révèle que, dans les galaxies stellaires typiques, l'hydrogène moléculaire et atomique sont convertis en étoiles sur des échelles de temps à peu près constantes de 1 et 10 milliards d'années, respectivement. Cependant, les galaxies extrêmement actives (« starburst ») ont des échelles de temps d'épuisement du gaz beaucoup plus courtes. "Ces résultats suggèrent que la formation d'étoiles est en effet directement liée au réservoir de gaz global et donc définie par la vitesse à laquelle le gaz entre ou sort d'une galaxie, " dit Robert Feldmann, professeur au Centre d'astrophysique théorique et de cosmologie. En revanche, l'activité de formation d'étoiles considérablement plus élevée des sursauts a probablement une origine physique différente, telles que les interactions galactiques ou les instabilités dans les disques galactiques.

Cette analyse est basée sur des données d'observation des galaxies proches. Observations avec le Large Millimeter/Submillimeter Array Atacama, le Square Kilometer Array et d'autres observatoires promettent de sonder la teneur en gaz d'un grand nombre de galaxies à travers l'histoire cosmique. Il sera primordial de poursuivre le développement de méthodes statistiques et de science des données pour extraire avec précision le contenu physique de ces nouvelles observations et pour découvrir pleinement les mystères de la formation des étoiles dans les galaxies.