Des explosions de supernovae à l’origine des galaxies ultra-diffuses ?

Les chercheurs révèlent des pistes sur le mystère des galaxies ultra-diffuses. Des galaxies avec une luminosité équivalente à une galaxie naine, mais qui sont aussi grandes que la Voie lactée.


Les chercheurs révèlent des pistes sur le mystère sur les galaxies ultra-diffuses. Des galaxies avec une luminosité équivalente à une galaxie naine, mais qui sont aussi grandes que la Voie lactée.
2 galaxies ultra-diffuses simulées qui sont superposés sur une image d'arrière-plan de galaxies du télescope Hubble - Crédit : Arianna Di Cintio, Chris Brook, NIHAO simulations and HST

 

Au cours des dernières années, les chercheurs ont observé des galaxies très diffuses et très faibles connues comme des galaxies ultra-diffuse. Ces galaxies sont aussi faibles en luminosité que les galaxies naines, mais elles se répartissent sur une zone aussi vaste que la . Ces galaxies ont été un véritable mystère. Mais désormais, de nouvelles recherches de l’Institut Niels Bohr montrent que si de nombreuses explosent pendant le processus de la formation d’étoiles, alors cela peut pousser les étoiles et la matière noire vers l’extérieur permettant à la de se développer. Les résultats sont publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.1

Les galaxies sont des collections gigantesques d’étoiles, de gaz et de matière noire. Les plus petites galaxies contiennent quelques millions d’étoiles tandis que les plus grandes contiennent plusieurs centaines de milliards d’étoiles. Les premières étoiles ont émergé très tôt dans l’univers à environ 200 millions d’années après le Big Bang et ces étoiles se sont formé de gaz d’hydrogène et d’hélium. Ces nuages géants de gaz et de poussière se contractent et le gaz devient si compact que la pression chauffe la matière en créant des boules de gaz avec la naissance de nouvelles étoiles. Les étoiles se rassemblent dans des galaxies dont les premières étaient des sortes de bébé-galaxies.

L’hypothèse des astronomes est que ces bébés-galaxies se sont agrandis en devenant plus massives. Le processus a impliqué la formation constante de nouvelles étoiles et la collision avec des galaxies voisines pour former de nouvelles galaxies plus grandes. Les plus grandes galaxies de notre univers sont en formation constante pendant toute l’histoire de l’univers. La Terre et notre système solaire sont situés dans une grande galaxie qui est la Voie lactée.

Mais les galaxies ultra-diffuses, récemment découvertes, étaient difficiles à classer. Certains chercheurs pensaient que les galaxies ultra-diffuses étaient de grandes galaxies spirales avec une grande quantité de matière noire tandis que d’autres pensaient qu’il s’agissait de galaxies naines ordinaires.

Recréer des galaxies sur ordinateur

Mais un projet de recherche mené par un chercheur de l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague a été en mesure de recréer les caractéristiques des galaxies qui ont été observées en utilisant des simulations informatiques.

En recréant près de 100 galaxies virtuelles, nous avons montré que lorsqu’il y a beaucoup de supernovae durant le processus de la formation d’étoiles, alors cela peut provoquer l’éjection des étoiles et de la matière noire dans la galaxie ce qui permet à cette dernière de s’étendre considérablement grâce à la faible quantité d’étoiles dans une zone considérable. Ce processus fait que ces galaxies ultra-diffuses deviennent très difficiles à observer avec des télescopes selon Arianna Di Cintio, doctorant en astrophysique au Dark Cosmology Center du Niels Bohr Institute et qui est la principale auteure du projet.

Elle explique que le mécanisme qui provoque l’éloignement des étoiles du centre est le même que celui qui est capable de créer des zones avec une densité plus faible de matière noire. Les nombreuses supernovae sont si puissantes qu’elles propulsent le gaz vers l’extérieur dans la galaxie. En conséquence, la matière noire et les étoiles se déplacent vers l’extérieur de sorte que l’étendue de la galaxie se dilate. Le fait que la galaxie soit répartie sur une plus grande surface signifie qu’elle devient plus diffuse et peu lumineuse.

Si nous pouvons recréer des galaxies ultra-diffuses avec des simulations informatiques, alors cela prouve que nous sommes sur la bonne voie avec notre modèle cosmologique. Ces galaxies sont dominées par la matière noire et seul un petit pourcentage de leur contenu contient du gaz et des étoiles. Mais la chose la plus importante est que ce sont des galaxies naines avec une masse qui est 10 à 60 fois inférieure à celle d’une grande galaxie spirale. Et une galaxie spirale est encore plus petite qu’une grande galaxie comme la Voie lactée selon Arianna Di Cintio.

En outre, les chercheurs estiment que parmi les galaxies ultra-diffuses les plus isolées, les plus grandes pourraient contenir beaucoup plus de gaz. Les chercheurs ont donc effectué des collaborations avec des groupes de recherche qui effectuent des observations sur des régions très éloignées du ciel avec de puissants télescopes afin de confirmer ces hypothèses.

Ce type d’observation ouvrira une nouvelle fenêtre dans la formation galactique, car il pourrait exister des milliers de galaxies ultra-diffuses qui attendent juste d’être découvertes selon Arianna Di Cintio. Cela permettra de connaitre le nombre de leurs étoiles, la composition de leurs éléments et la manière dont les galaxies ultra-diffuses survivent dans les amas de galaxies.

Une vidéo de la simulation informatique sur la formation d’une :

Sources

1.
Mystery of ultra-diffuse faint galaxies solved – Niels Bohr Institute – University of Copenhagen. Nbi.ku.dk. http://www.nbi.ku.dk/english/news/news16/mystery-of-ultra-diffuse-faint-galaxies-solved/. Consulté le novembre 29, 2016.
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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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