Un ensemble de vingt-cinq galaxies à disques. La vue de gauche montre la lumière émise dans la raie H-alpha par le gaz interstellaire à la suite de la formation d'étoiles en cours, tandis que les panneaux de droite montrent la lumière optique émise par un mélange d'étoiles jeunes (plus bleues) et anciennes (plus rouges). Chaque galaxie peut être vue tournée de côté sous sa vue de face. Crédit :Collaboration TNG
Les galaxies massives avec des disques "gonflés" étendus extra-larges ont produit des étoiles plus longtemps que leurs cousines plus compactes, une nouvelle modélisation révèle.
Dans un article publié dans le Journal d'astrophysique , des chercheurs dirigés par le Dr Anshu Gupta et le professeur agrégé Kim-Vy Tran du Centre d'excellence australien de l'ARC en astrophysique du ciel en trois dimensions (ASTRO 3-D), montrent que la taille même d'une galaxie influence le moment où elle arrête de faire de nouvelles étoiles.
"Il y a une période dans la vie de l'univers connue sous le nom de 'midi cosmique, " qui s'est produit il y a environ 10 milliards d'années, " a déclaré le Dr Gupta.
"C'était à l'époque où la formation d'étoiles dans les galaxies massives était à son apogée. Après cela, le gaz dans la plupart de ces galaxies est devenu chaud - en partie à cause des trous noirs au milieu d'eux - et ils ont cessé de former des étoiles. Dans les galaxies qui sont vraiment, vraiment allongé, cependant, nous avons constaté que les choses ne chauffaient pas autant et que les trous noirs n'exerçaient pas une si grande influence, donc les étoiles ont continué à se faire sur une plus longue période."
Dr Gupta et Dr Tran, tous deux basés à l'Université de NSW, Sydney, ont découvert qu'ils pouvaient prédire la fin de la formation d'étoiles en se basant sur la taille du disque d'une galaxie - le plat, région circulaire entourant son centre, composé d'étoiles, l'hydrogène gazeux et la poussière.
« Là où les étoiles du disque sont largement réparties – vous pourriez l'appeler « gonflé » – le gaz reste plus frais, continue donc à fusionner sous la gravité et à former de nouvelles étoiles, " a déclaré le Dr Gupta.
"Dans les galaxies avec des disques plus compacts, le gaz s'échauffe assez vite et devient vite trop énergique pour se mélanger, ainsi la formation des étoiles se termine juste après midi cosmique. Les disques gonflés continuent beaucoup plus longtemps, disons jusqu'au thé cosmique de l'après-midi."
Pour faire leurs découvertes, les chercheurs, avec des collègues de Melbourne, Allemagne, le Mexique et les États-Unis, utilisé des simulations cosmologiques de formation de galaxies d'une collaboration internationale connue sous le nom de projet IllustrisTNG.
Un graphique montrant à quel point les galaxies étendues ou « gonflées » continuent à faire des étoiles plus longtemps dans l'après-midi cosmique que les galaxies compactes. Crédit :Anshu Gupta
Cela a été intégré aux observations approfondies d'un projet mené par l'Australie connu sous le nom de Enquête sur la ligne d'émission spectroscopique multi-objets (MOSEL).
"Les simulations IllustrisTNG ont nécessité des millions d'heures de temps de supercalculateur, " a déclaré le Dr Tran.
"Et l'enquête MOSEL a besoin à la fois de l'observatoire WM Keck à Hawai'i et du télescope spatial Hubble.
« Les résultats signifient que pour la première fois, nous avons pu établir une relation entre la taille du disque et la formation d'étoiles. Ainsi, les astronomes pourront désormais observer n'importe quelle galaxie de l'univers et prédire avec précision quand elle cessera de fabriquer des étoiles. juste après le déjeuner, ou plus tard dans l'après-midi cosmique."
La voie Lactée, incidemment, est une galaxie massive qui fabrique toujours des étoiles. C'est parce que c'était une sorte de retard cosmique. Lorsque le midi cosmique est arrivé, il était très petit - ne contenant qu'un dixième de la masse d'étoiles qu'il héberge aujourd'hui - et n'a atteint le statut « massif » que beaucoup, beaucoup plus tard.
Par conséquent, le gaz et la poussière qu'il contient ne se sont pas encore suffisamment réchauffés pour arrêter le processus de fabrication des étoiles.
Ce n'est pas, cependant, une galaxie gonflée étendue, donc ça s'éteindra, relativement parlant, plutôt tôt que tard.
"Le midi cosmique était il y a longtemps, " a déclaré le Dr Gupta. "Je dirais que maintenant l'univers a atteint le soir cosmique. Il ne fait pas encore nuit, mais les choses ont définitivement ralenti."
