Des astronomes de l'Université de Nanjing en Chine et ailleurs ont effectué des observations à haute résolution d'un amas de galaxies lointain connu sous le nom de CL J1001+0220 à l'aide du télescope spatial James Webb (JWST). La campagne d'observation, décrite dans un article publié le 8 mars sur le serveur de prépublication arXiv , fournit des informations importantes sur la nature de ce cluster.
Les amas de galaxies contiennent jusqu'à des milliers de galaxies liées entre elles par la gravité. Ce sont les plus grandes structures connues liées par la gravitation dans l'univers et pourraient servir d'excellents laboratoires pour étudier l'évolution et la cosmologie des galaxies.
CL J1001+0220 (ou CL J1001 en abrégé) est un amas de galaxies dans la constellation du Sextans, contenant 17 galaxies, situées à une distance d'environ 11,1 milliards d'années-lumière. Il a un taux de formation d'étoiles (SFR) amélioré, un temps d'épuisement des gaz court et présente des preuves solides que les propriétés de ses galaxies membres sont affectées par l'environnement extrême.
Des études antérieures ont montré que J1001 semble subir la transformation d’un protocluster en un cluster mature. Étant donné qu'une telle évolution n'est pas entièrement comprise, une équipe d'astronomes dirigée par Hanwen Sun de l'Université de Nanjing a décidé d'examiner ce processus de plus près à l'aide de la caméra infrarouge proche (NIRCam) de JWST. Leur étude a été complétée par des données provenant de télescopes au sol tels que le télescope Subaru et l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
"Nous présentons ici de nouvelles observations JWST/NIRCam ciblant l'amas distant CL J1001 à z =2,51 du programme COSMOS-Webb, qui, en combinaison avec l'imagerie à bande étroite précédente ciblant les émetteurs Hα et les études millimétriques profondes des émetteurs de CO, fournissent une vue complète de l'assemblage massif de galaxies dans CL J1001", ont écrit les chercheurs dans l'article.
L'équipe de Sun a réussi à réaliser un recensement des galaxies membres de CL J1001. Premièrement, ils ont identifié une population de membres d’amas rouges et massifs, qui avaient été manqués lors des précédentes imageries profondes utilisant le télescope spatial Hubble (HST). Cela confirme que les observations JWST sont nécessaires pour obtenir un recensement complet des membres des amas de galaxies.
L'étude a révélé que la distribution spatiale des galaxies membres de CL J1001 est très concentrée. Les astronomes ont noté que la densité stellaire centrale de CL J1001 est comparable, voire supérieure, à celle des amas plus massifs à faible redshift, contrairement à ce qui est observé à la périphérie de cet amas. Ces résultats suggèrent un scénario de formation inversée pour les premiers clusters connus.
En outre, sur la base de l'échantillon de masse complète des membres formant des étoiles, les astronomes ont découvert que la fonction de masse stellaire de CL J1001 présente une caractéristique importante « lourde au sommet », car il existe une surabondance de galaxies massives formant des étoiles (SFG). entassés dans le noyau du cluster. Il s'est avéré que le nombre total et la densité stellaire de ces membres massifs du SFG sont comparables à ceux des galaxies SFG massives et des galaxies au repos combinées en amas à des redshifts inférieurs.
Résumant les résultats, les auteurs de l'article ont conclu que le CL J1001 est actuellement dans une transition rapide et que bon nombre de ses SFG massifs deviendront probablement bientôt inactifs.
Plus d'informations : Hanwen Sun et al, les premiers aperçus par JWST d'un amas en formation z> 2 révèlent une fonction de masse stellaire très lourde, arXiv (2024). DOI :10.48550/arxiv.2403.05248
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