vendredi 1 mars 2024

Les vents galactiques régulaient déjà la croissance des galaxies il y a 7 milliards d’années

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Les galaxies croissent en accrétant de la matière gazeuse canalisée par des filaments de matière noire froide. Mais on observait aussi dans des galaxies proches, des vents stellaires produits par la naissance et l’explosion de jeunes étoiles qui s’opposent à cette croissance. Des observations ont révélé que le processus de régulation de la croissance des galaxies par ces vents galactiques devait être universel.

Malgré de grands progrès, aussi bien théoriques qu’expérimentaux, notamment en utilisant des simulations sur ordinateur et grâce à des télescopes comme Hubble, le VLT, et maintenant le James-Webb, nous ne comprenons pas encore tout en ce qui concerne la naissance et l’évolution des galaxies. Il semble très probable cependant que les trous noirs supermassifs jouent un rôle car il existe une relation de proportionnalité généralement plutôt bien vérifiée entre la masse de ces trous noirs au cœur des galaxies et la masse de ces galaxies. Il y aurait donc une croissance commune.

On observe un certain nombre de galaxies, parfois telles qu’elles étaient il y a des milliards d’années, qui ne forment quasiment plus, voire carrément plus d’étoiles. La raison en est simple, elles ne contiennent plus suffisamment de gaz qui puisse s’effondrer gravitationnellement en donnant des pouponnières d’étoiles. Il semble naturel de postuler que certains processus physiques ont vidé ces galaxies de leur contenu en gaz.

Plusieurs mécanismes ont été proposés comme, par exemple, des trous noirs supermassifs accrétant de la matière tout en produisant justement des vents s’opposant à cette accrétion et chassant les nuages de gaz dans le voisinage de ces trous noirs dans les galaxies, l’éjectant dans le milieu intergalactique.

Un autre mécanisme que l’on sait être efficace pour éjecter du gaz de galaxies repose tout simplement sur le souffle des explosions de supernovae. Explosions qui sont le fait d’étoiles massives ne vivant que quelques millions d’années tout au plus et tout juste nées à l’échelle du Cosmos dans des pouponnières stellaires.

   Une cartographie des vents stellaires grâce aux atomes de magnésium

Les astrophysiciens ont détecté ces vents galactiques dans l’Univers local depuis un moment déjà. Mais, comme l’explique un communiqué accompagnant une publication dans le journal Nature, une équipe internationale dirigée par un chercheur du CNRS vient de mettre en évidence ce phénomène dans les galaxies âgées de plus de 7 milliards d’années formant activement des étoiles. Le communiqué du CNRS explique qu’on peut en déduire que les vents galactiques injectant du gaz dans le milieu intergalactique doivent représenter pour cette raison un processus universel et pas seulement, par exemple, un phénomène limité au Groupe local, le groupe de plus de 60 galaxies auquel appartient la Voie lactée et dont le diamètre est de 10 millions d’années-lumière.

Le communiqué précise que la découverte s’est faite avec l’instrument Muse du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO. Il s’agissait d’une gageure pour les vents stellaires des galaxies lointaines car ils sont diffus et donc peu lumineux. Il a donc fallu combiner des images en très longue exposition d’une centaine de galaxies. Remarquablement, Muse a permis d’observer des raies d’émission de l’atome de magnésium qui, tout comme l’a fait l’observation de la raie d’émission à 21 cm de l’atome d’hydrogène avec les masses de gaz de la Voie lactée, ont permis d’établir une cartographie de la morphologie et de la distribution de ces vents.

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