De mystérieuses « taches bleues » révèlent un nouveau type de système stellaire


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  • Les astronomes de l’Université de l’Arizona ont identifié cinq exemples d’une nouvelle classe de système stellaire. Ce ne sont pas tout à fait des galaxies et elles n’existent que de manière isolée.

    Les nouveaux systèmes stellaires ne contiennent que de jeunes étoiles bleues, qui sont réparties selon un schéma irrégulier et semblent exister dans un isolement surprenant de toute galaxie mère potentielle.

    Les systèmes stellaires – qui, selon les astronomes, apparaissent à travers un télescope sous forme de « taches bleues » et ont à peu près la taille de minuscules galaxies naines – sont situés dans l’amas de galaxies Virgo relativement proche. Les cinq systèmes sont séparés de toute galaxie mère potentielle par plus de 300 000 années-lumière dans certains cas, ce qui rend difficile l’identification de leurs origines.

    Les astronomes ont découvert les nouveaux systèmes après qu’un autre groupe de recherche, dirigé par Elizabeth Adams de l’Institut néerlandais de radioastronomie, ait compilé un catalogue des nuages ​​​​de gaz à proximité, fournissant une liste de sites potentiels de nouvelles galaxies. Une fois ce catalogue publié, plusieurs groupes de recherche, dont un dirigé par le professeur d’astronomie associé de l’UArizona, David Sand, ont commencé à rechercher des étoiles qui pourraient être associées à ces nuages ​​de gaz.

    On pensait que les nuages ​​​​de gaz étaient associés à notre propre galaxie, et la plupart d’entre eux le sont probablement, mais lorsque la première collection d’étoiles, appelée SECCO1, a été découverte, les astronomes ont réalisé qu’elle n’était pas du tout près de la Voie lactée, mais plutôt dans l’amas de la Vierge, beaucoup plus éloigné mais toujours très proche à l’échelle de l’univers.

    SECCO1 était l’une des « taches bleues » très inhabituelles, a déclaré Michael Jones, chercheur postdoctoral à l’UArizona Steward Observatory et auteur principal d’une étude décrivant les nouveaux systèmes stellaires. Jones a présenté les résultats, co-écrits par Sand, lors de la 240e réunion de l’American Astronomical Society à Pasadena, en Californie, mercredi.

    « C’est une leçon sur l’inattendu », a déclaré Jones. « Lorsque vous cherchez des choses, vous n’allez pas nécessairement trouver la chose que vous cherchez, mais vous pourriez trouver quelque chose d’autre de très intéressant. »

    L’équipe a obtenu ses observations du télescope spatial Hubble, du télescope Very Large Array au Nouveau-Mexique et du Very Large Telescope au Chili. Le co-auteur de l’étude Michele Bellazzini, avec l’Istituto Nazionale di Astrofisica en Italie, a dirigé l’analyse des données du Very Large Telescope et a soumis un article complémentaire axé sur ces données.

    Ensemble, l’équipe a appris que la plupart des étoiles de chaque système sont très bleues et très jeunes et qu’elles contiennent très peu d’hydrogène atomique. Ceci est important car la formation d’étoiles commence avec de l’hydrogène gazeux atomique, qui finit par évoluer en nuages ​​denses d’hydrogène gazeux moléculaire avant de se transformer en étoiles.

    « Nous avons observé que la plupart des systèmes manquent de gaz atomique, mais cela ne signifie pas qu’il n’y a pas de gaz moléculaire », a déclaré Jones. « En fait, il doit y avoir du gaz moléculaire car ils sont encore en train de former des étoiles. L’existence d’étoiles pour la plupart jeunes et peu de gaz signale que ces systèmes doivent avoir perdu leur gaz récemment. »

    La combinaison d’étoiles bleues et de manque de gaz était inattendue, tout comme le manque d’étoiles plus anciennes dans les systèmes. La plupart des galaxies ont des étoiles plus anciennes, que les astronomes appellent « rouges et mortes ».

    « Les étoiles qui naissent rouges ont une masse inférieure et vivent donc plus longtemps que les étoiles bleues, qui brûlent rapidement et meurent jeunes, de sorte que les vieilles étoiles rouges sont généralement les dernières qui restent en vie », a déclaré Jones. « Et elles sont mortes parce qu’elles n’ont plus de gaz avec lequel former de nouvelles étoiles. Ces étoiles bleues sont comme une oasis dans le désert, en gros. »

    Le fait que les nouveaux systèmes stellaires soient abondants en métaux indique comment ils auraient pu se former.

    « Pour les astronomes, les métaux sont tout élément plus lourd que l’hélium », a déclaré Jones. « Cela nous dit que ces systèmes stellaires se sont formés à partir de gaz qui a été extrait d’une grande galaxie, car la façon dont les métaux sont construits se fait par de nombreux épisodes répétés de formation d’étoiles, et vous n’obtenez vraiment cela que dans une grande galaxie. »

    Il existe deux façons principales d’extraire le gaz d’une galaxie. Le premier est le décapage des marées, qui se produit lorsque deux grandes galaxies se croisent et arrachent gravitationnellement du gaz et des étoiles.

    L’autre est ce que l’on appelle la suppression de la pression du piston.

    « C’est comme si vous tombiez sur le ventre dans une piscine », a déclaré Jones. « Lorsqu’un ventre de galaxie s’effondre dans un amas rempli de gaz chaud, son gaz est expulsé derrière lui. C’est le mécanisme que nous pensons voir ici pour créer ces objets. »

    L’équipe préfère l’explication du décapage par pression dynamique car pour que les gouttes bleues soient devenues aussi isolées qu’elles le sont, elles doivent se déplacer très rapidement et la vitesse de décapage des marées est faible par rapport au décapage par pression dynamique.

    Les astronomes s’attendent à ce qu’un jour ces systèmes finissent par se séparer en amas individuels d’étoiles et se répandent dans le plus grand amas de galaxies.

    Ce que les chercheurs ont appris alimente « l’histoire plus large du recyclage du gaz et des étoiles dans l’univers », a déclaré Sand. « Nous pensons que ce processus de chute du ventre transforme de nombreuses galaxies spirales en galaxies elliptiques à un certain niveau, donc en apprendre davantage sur le processus général nous en apprend plus sur la formation des galaxies. »

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