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Les astronomes découvrent que des vents à grande échelle associés à des trous noirs actifs dans de petites galaxies suppriment la formation d'étoiles – Newstrotteur

Les astronomes de l'Université de Californie, Riverside, ont découvert que les vents puissants entraînés par des trous noirs supermassifs au centre des galaxies naines ont un impact significatif sur l'évolution de ces galaxies en supprimant la formation d'étoiles.

Les galaxies naines sont de petites galaxies contenant entre 100 millions et quelques milliards d'étoiles. En revanche, la voie lactée compte 200 à 400 milliards d'étoiles. Les galaxies naines sont le type de galaxie le plus abondant dans l'univers et gravitent souvent autour de galaxies plus grandes.

L'équipe de trois astronomes a été surprise par la force des vents détectés.

"Nous nous attendions à ce que nous ayons besoin d'observations avec une résolution et une sensibilité beaucoup plus élevées, et nous avions prévu de les obtenir pour faire suite à nos observations initiales", a déclaré Gabriela Canalizo, professeure de physique et d'astronomie à UC Riverside, qui a dirigé la recherche. équipe. "Mais nous avons pu voir les signes fortement et clairement dans les premières observations. Les vents étaient plus forts que prévu."

Canalizo a expliqué que les astronomes soupçonnaient depuis deux décennies que les trous noirs supermassifs au centre des grandes galaxies pouvaient avoir une influence profonde sur la croissance et le vieillissement de ces dernières.

"Nos découvertes indiquent maintenant que leurs effets peuvent être tout aussi dramatiques, voire plus dramatiques, dans les galaxies naines de l'univers", a-t-elle déclaré.

Les résultats de l'étude apparaissent dans le Journal astrophysique.

Les chercheurs, qui incluent également Laura V. Sales, professeure adjointe de physique et d’astronomie; et Christina M. Manzano-King, doctorante au laboratoire de Canalizo, ont utilisé une partie des données du Sloan Digital Sky Survey, qui cartographie plus de 35% du ciel, pour identifier 50 galaxies naines, dont 29 montraient des signes de être associé à des trous noirs dans leurs centres. Six de ces 29 galaxies ont montré des signes de vents – en particulier des flux de gaz ionisés à grande vitesse – émanant de leurs trous noirs actifs.

"En utilisant les télescopes Keck à Hawaii, nous avons pu non seulement détecter, mais aussi mesurer les propriétés spécifiques de ces vents, telles que leur cinématique, leur distribution et leur source d'alimentation – la première fois que cela a été fait", a déclaré Canalizo. "Nous avons trouvé des preuves que ces vents pourraient modifier la vitesse à laquelle les galaxies sont capables de former des étoiles."

Manzano-King, le premier auteur du document de recherche, a expliqué que beaucoup de questions sans réponse sur l'évolution des galaxies peuvent être comprises en étudiant les galaxies naines.

"De plus grandes galaxies se forment souvent lorsque des galaxies naines fusionnent", a-t-elle déclaré. "Les galaxies naines sont donc utiles pour comprendre comment les galaxies évoluent. Elles sont petites car après leur formation, elles ont en quelque sorte évité de se fusionner avec d'autres galaxies. Elles servent donc de fossiles en révélant à quoi ressemblait l'environnement du premier univers. Nain Les galaxies sont les plus petites galaxies dans lesquelles nous voyons directement des vents – des flux de gaz pouvant atteindre 1 000 kilomètres par seconde – pour la première fois. "

Manzano-King a expliqué que lorsque le matériau tombe dans un trou noir, il se réchauffe en raison du frottement et des champs gravitationnels puissants et libère de l'énergie radiative. Cette énergie pousse le gaz ambiant du centre de la galaxie vers l’espace intergalactique.

"Ce qui est intéressant, c'est que ces vents sont chassés par des trous noirs actifs dans les six galaxies naines plutôt que par des processus stellaires tels que les supernovae", a-t-elle déclaré. "En règle générale, les vents entraînés par des processus stellaires sont courants dans les galaxies naines et constituent le processus dominant pour la régulation de la quantité de gaz disponible dans les galaxies naines pour former des étoiles."

Les astronomes soupçonnent que lorsque le vent qui émane d'un trou noir est poussé vers l'extérieur, il comprime le gaz en amont du vent, ce qui peut augmenter la formation d'étoiles. Mais si tout le vent est expulsé du centre de la galaxie, le gaz devient indisponible et la formation d'étoiles peut diminuer. Ce dernier semble être ce qui se passe dans les six galaxies naines identifiées par les chercheurs.

"Dans ces six cas, le vent a un impact négatif sur la formation d'étoiles", a déclaré Sales. "Les modèles théoriques de formation et d'évolution des galaxies n'incluent pas l'impact des trous noirs dans les galaxies naines. Nous constatons cependant des preuves d'une suppression de la formation d'étoiles dans ces galaxies. Nos résultats montrent que les modèles de formation de galaxies doivent inclure des trous noirs aussi importants, sinon dominants, de régulateurs de la formation d'étoiles dans les galaxies naines. "

Les chercheurs envisagent ensuite d’étudier la masse et l’élan des flux de gaz dans les galaxies naines.

"Cela permettrait de mieux informer les théoriciens qui s'appuient sur de telles données pour construire des modèles", a déclaré Manzano-King. «Ces modèles, à leur tour, expliquent aux astronomes d’observation comment les vents affectent les galaxies naines. Nous prévoyons également de procéder à une recherche systématique dans un échantillon plus grand du Sloan Digital Sky Survey afin d’identifier les galaxies naines dont les flux sortent de trous noirs actifs.

La recherche a été financée par la National Science Foundation, la NASA et la Hellman Foundation. Les données ont été obtenues à l'observatoire W. M. Keck et ont été rendues possibles grâce au soutien financier de la fondation W. M. Keck.

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