Utilisation du Very Large Telescope (VLT) et du Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), chercheurs de l'Université de Vienne, L'Autriche, et ailleurs ont étudié l'amas de galaxies le plus brillant (BCG) dans un amas de galaxies massif connu sous le nom de MACS 1931.8-2635. Résultats de l'étude, publié le 28 janvier sur arXiv.org, fournir des informations importantes sur la nature de ce BCG.

Les amas de galaxies comprennent jusqu'à des milliers de galaxies liées entre elles par la gravité. Ce sont les plus grandes structures liées gravitationnellement, et pourrait donc être crucial pour améliorer les connaissances sur la formation des structures à grande échelle et l'évolution de l'univers.

Les BCG sont généralement les galaxies les plus brillantes des amas de galaxies. Les observations montrent qu'il s'agit pour la plupart de galaxies elliptiques massives situées à proximité du centre géométrique et cinématique de leur amas de galaxies hôte.

À un décalage vers le rouge d'environ 0,35, MACS 1931.8-2635 (M1931 pour faire court) est un massif, Rayons X lumineux, amas de galaxies à noyau froid. Son BCG a une masse stellaire d'environ 590 milliards de masses solaires et son taux de formation d'étoiles (SFR) est estimé à un niveau relativement élevé - certaines études indiquent un niveau d'environ 250 masses solaires par an.

Des études antérieures ont montré que M1931 BCG abrite l'un des noyaux froids les plus lumineux à rayons X jamais découverts, avec un taux de refroidissement massique équivalent d'environ 165 masses solaires par an. Il possède également l'un des plus grands réservoirs connus de gaz froid dans un cœur de cluster, avec une masse d'environ 19 milliards de masses solaires, ainsi que de grandes quantités de poussière, avec plusieurs amas de poussière ayant des températures inférieures à 10 K.

En tout, M1931 BCG est un exemple d'amas avec un noyau à refroidissement rapide et une puissante rétroaction du noyau galactique actif (AGN) et est probablement en transition entre deux modes dominants d'alimentation pour la formation d'étoiles et la rétroaction. Afin de mieux comprendre la nature et l'évolution de ce BCG, une équipe d'astronomes dirigée par Bianca-Iulia Ciocan de l'Université de Vienne a effectué des observations multi-longueurs d'onde de cette galaxie à l'aide du Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) du VLT et d'ALMA.

"Basé sur la spectroscopie optique intégrale de champ VLT-MUSE, nous avons étudié le BCG de l'amas massif cool-core CLASH MACS 1931,8-2635 à un redshift de z=0,35, concernant son activité de formation d'étoiles résolue spatialement, sources d'ionisation, abondances chimiques, cinématique gazeuse et stellaire. Les données optiques MUSE IFS sont complétées par des observations ALMA sub-mm, permettant de lier les propriétés du gaz ionisé chaud à celles du gaz moléculaire froid, ", ont écrit les chercheurs dans le journal.

L'étude a identifié des sources ionisantes dans différentes régions du M1931 BCG, constatant que les composants du gaz ionisé et moléculaire sont co-spatiaux et co-mobiles. Le gaz diffus confiné dans la queue de la galaxie est probablement en train de tomber vers l'intérieur, fournir du carburant supplémentaire pour la formation d'étoiles et la rétroaction AGN, ce qui est conforme aux modèles d'accrétion de froid chaotique. La principale source d'ionisation dans la galaxie semble être un mélange entre la formation d'étoiles et d'autres processus énergétiques.

Le taux de formation d'étoiles pour M1931 BCG a été calculé à environ 97 masses solaires par an, avec les valeurs les plus élevées dans le noyau de la galaxie. On estime qu'environ 80 % de la masse stellaire de l'amas s'est formée il y a plus de 6 milliards d'années. La métallicité du milieu intraamas (ICM) de M1931 s'est avérée cohérente avec la métallicité en phase gazeuse mesurée dans le milieu interstellaire (ISM) du BCG. Cette découverte suggère que le gaz chaud observé dans l'ISM de la galaxie s'est condensé à partir de l'ICM.

"La galaxie est un système dominé par la dispersion, typique des massifs, galaxies elliptiques. Les cinématiques gaz et stellaire sont découplées, les champs de vitesse gazeux étant plus étroitement liés aux mouvements de masse du milieu intracluster, " ont conclu les auteurs de l'article.

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