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ALMA détecte l'ombre du flux moléculaire d'un quasar alors que l'univers avait moins d'un milliard d'années

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ALMA détecte l'ombre du flux moléculaire d'un quasar alors que l'univers avait moins d'un milliard d'années

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Vue d'artiste du flux de gaz moléculaire du quasar J2054-0005. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

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Vue d'artiste du flux de gaz moléculaire du quasar J2054-0005. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Les prédictions théoriques ont été confirmées par la découverte d'un flux de gaz moléculaire provenant d'un quasar alors que l'univers avait moins d'un milliard d'années.

Un quasar est une région compacte alimentée par un trou noir supermassif situé au centre d’une galaxie massive. Ils sont très lumineux, ressemblent à des étoiles et sont très éloignés de la Terre. En raison de leur distance et de leur luminosité, ils donnent un aperçu des conditions de l’univers primitif, alors qu’il avait moins d’un milliard d’années.

Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur agrégé Dragan Salak de l'université d'Hokkaido, le professeur agrégé Takuya Hashimoto de l'université de Tsukuba et le professeur Akio Inoue de l'université Waseda a découvert la première preuve de la suppression de la formation d'étoiles due à la sortie de gaz moléculaire dans un galaxie hôte quasar dans l'univers primitif. Leurs résultats, basés sur les observations qu'ils ont faites à l'aide du réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), au Chili, ont été publiés dans Journal d'astrophysique.

Le gaz moléculaire est vital pour la formation des étoiles. En tant que principal combustible pour la formation des étoiles, la simple présence et les fortes concentrations de gaz moléculaires dans une galaxie conduiront à la formation d’un grand nombre d’étoiles. En rejetant ce gaz dans l’espace intergalactique plus rapidement qu’il ne peut être consommé par la formation d’étoiles, les flux moléculaires empêchent efficacement la formation d’étoiles dans les galaxies hébergeant des quasars.

Un réseau d'antennes ALMA de 12 mètres surveille le ciel nocturne. Les observations dans cette étude ont été effectuées à l'aide d'antennes de 12 m. Source : Image : ESO/Y. Beletski

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Un réseau d'antennes ALMA de 12 mètres surveille le ciel nocturne. Les observations dans cette étude ont été effectuées à l'aide d'antennes de 12 m. Source : Image : ESO/Y. Beletski

« Les travaux théoriques suggèrent que les sorties de gaz moléculaires jouent un rôle important dans la formation et l'évolution des galaxies dès le plus jeune âge, car elles peuvent réguler la formation des étoiles », explique Salak. « Les quasars sont des sources d'énergie particulièrement importantes, nous nous attendions donc à ce qu'ils soient capables de générer de puissants flux sortants. »

Le quasar observé par les chercheurs, J2054-0005, présente un redshift très important, et lui et la Terre semblent s'éloigner très rapidement l'un de l'autre.

« J2054-0005 est l'un des quasars les plus brillants de l'univers lointain, nous avons donc décidé de cibler cet objet comme un excellent candidat pour étudier de puissants flux sortants », explique Hashimoto.

Les chercheurs ont utilisé ALMA pour observer le flux de gaz moléculaire provenant du quasar. En tant que seul télescope au monde doté de la sensibilité et de la couverture de fréquence nécessaires pour détecter les sorties de gaz moléculaires dans l'univers primitif, ALMA a joué un rôle clé dans cette étude.

Parlant de la méthode utilisée dans l'étude, Salak a déclaré : « Le gaz moléculaire (OH) en circulation a été détecté dans l'absorption. Cela signifie que nous n'avons pas observé de rayonnement micro-ondes provenant directement des molécules OH. Au lieu de cela, nous avons observé un rayonnement provenant du quasar brillant. « Et l'absorption signifie que les molécules OH ont absorbé une partie du rayonnement du quasar. C'était donc comme détecter la présence du gaz en voyant « l'ombre » qu'il projette devant la source de lumière. »

Le flux de gaz moléculaire provenant du quasar comprend de l'hydroxyle (OH) (en haut). En raison du mouvement du gaz moléculaire vers l'observateur, le pic OH dans le spectre d'absorption (ligne bleue pointillée en bas) apparaît à une longueur d'onde plus courte (ligne bleue continue), un phénomène connu sous le nom d'effet Doppler. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) Modifié à partir de Dragan Salak et al. Journal d'astrophysique. 1 février 2024

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Le flux de gaz moléculaire provenant du quasar comprend de l'hydroxyle (OH) (en haut). En raison du mouvement du gaz moléculaire vers l'observateur, le pic OH dans le spectre d'absorption (ligne bleue pointillée en bas) apparaît à une longueur d'onde plus courte (ligne bleue continue), un phénomène connu sous le nom d'effet Doppler. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) Modifié à partir de Dragan Salak et al. Journal d'astrophysique. 1 février 2024

Les résultats de cette étude constituent la première preuve solide de l’existence de forts flux de gaz moléculaires provenant des galaxies hôtes quasars et qui ont influencé l’évolution des galaxies au début de l’ère cosmique.

« Le gaz moléculaire est un composant très important des galaxies car c'est le carburant nécessaire à la formation des étoiles », conclut Salak. « Nos résultats montrent que les quasars sont capables de supprimer la formation d'étoiles dans leurs galaxies hôtes en éjectant du gaz moléculaire dans l'espace intergalactique. »

Plus d'information:
Flux moléculaire dans le quasar J2054-0005 de l'ère de la réionisation révélé par des observations de 119 μm OH, Journal d'astrophysique (2024). est ce que je: 10.3847/1538-4357/ad0df5

Informations sur les magazines :
Journal d'astrophysique


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Des fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé découverts dans l'est de la Chine

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Des fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé découverts dans l'est de la Chine
(Chine) 10h15, 02 mars 2024

Cette image fournie par l'équipe de recherche montre un modèle 3D d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé, Datai yingliangis. (Xinhua)

BEIJING, 1er mars 2019 (Xinhua) – Des chercheurs ont baptisé un nouveau type de dinosaure cuirassé « Datai Yingliangis » après avoir découvert deux spécimens dans la province du Jiangxi, dans l'est de la Chine.

La découverte du nouveau dinosaure est un ajout important aux archives fossiles des ankylosaurines, un type de dinosaure cuirassé célèbre du début du Crétacé supérieur, selon Xing Lida, professeur agrégé à l'Université chinoise des géosciences de Pékin (CUGB).

Les deux spécimens étaient des subadultes mesurant chacun 3,5 à 4 mètres de longueur. Ils avaient tous deux une paire de cornes distinctives sur les joues.

Les troisième et quatrième vertèbres cervicales des dinosaures ont été coupées par des restes de grottes incurvés d'environ 2 cm de diamètre.

« Ces restes sont généralement des marques de grottes laissées par des mollusques ou d'autres invertébrés dans les sédiments, qui peuvent avoir simplement percé des trous dans les sédiments et sont étroitement liées à Datai yingliangis », a expliqué Sheng.

Il est intéressant de noter que les deux dinosaures ont été trouvés l’un sur l’autre, ce qui serait dû à l’enfouissement rapide de dépôts de sable éolien. « C'est probablement lié au comportement social des ankylosaures », a ajouté Xing.

L'étude a été publiée dans le Journal of Vertebrate Anatomy and Paleontology.

Cette photo prise par l'équipe de recherche le 25 février 2024 montre les fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé, Datai yingliangis. (Xinhua)

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Cette photo prise par l'équipe de recherche le 25 février 2024 montre les fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé, Datai yingliangis. (Xinhua)

(Éditeur Web : Tian Yi, Wu Chaolan)

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Des astronomes mesurent la paire de trous noirs supermassifs la plus lourde jamais découverte

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Des astronomes mesurent la paire de trous noirs supermassifs la plus lourde jamais découverte

Les astronomes utilisent les données d'archives de Télescope Gemini Nord Ils ont mesuré un trou noir binaire supermassif situé dans la galaxie elliptique B2 0402+379.

Vue d'artiste d'un trou noir supermassif binaire dans la galaxie elliptique B2 0402+379. Source image : NOIRLab / NSF / AURA / J. daSilva / M. Zamani.

La paire d’objets compacts au centre de B2 0402+379 est le seul trou noir binaire résolu de manière suffisamment détaillée pour voir les deux objets séparément.

Il détient le record de la plus petite distance jamais mesurée directement, à seulement 24 années-lumière.

Bien que cette séparation étroite suggère une forte fusion, une autre étude a révélé que le couple s'est arrêté à cette distance depuis plus de 3 milliards d'années, ce qui soulève la question : ; Qu’est-ce que la perturbation ?

Pour mieux comprendre la dynamique du système et sa fusion bloquée, le professeur Roger Romani de l'Université de Stanford et ses collègues se sont penchés sur les données d'archives de Gemini North. Spectrographe multi-objets Gemini (GMOS), qui leur a permis de déterminer la vitesse des étoiles à proximité des trous noirs.

« L'excellente sensibilité du GMOS nous a permis de cartographier les vitesses croissantes des étoiles lorsque nous regardons le centre galactique. Nous avons ainsi pu en déduire la masse totale des trous noirs », a déclaré le professeur Romani.

Les auteurs estiment que la masse du trou noir est 28 milliards de fois celle du Soleil, qualifiant la paire de trou noir binaire le plus lourd jamais mesuré.

Non seulement cette mesure fournit un contexte précieux pour la formation du système binaire et l’histoire de la galaxie hôte, mais elle conforte la théorie de longue date selon laquelle la masse du trou noir supermassif binaire joue un rôle clé dans la perturbation d’une fusion potentielle.

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« Les archives de données de l'Observatoire international Gemini contiennent une mine d'or de découvertes scientifiques inexploitées », a déclaré le Dr Martin Steele, directeur du programme NSF à l'Observatoire international Gemini.

« Les mesures collectives de cet énorme trou noir binaire sont un exemple frappant de l'impact potentiel de nouvelles recherches explorant ces riches archives. »

Comprendre comment ce duo se forme peut aider à prédire comment et quand il fusionnera, et un ensemble de preuves suggère que le couple se forme à travers plusieurs fusions de galaxies.

La première est que B2 0402+379 est un « amas fossile », ce qui signifie qu’il est le résultat de la fusion d’un certain nombre d’étoiles et de gaz dans un amas de galaxies entier en une seule galaxie massive.

De plus, la présence de deux trous noirs supermassifs, ainsi que leurs grandes masses combinées, suggèrent qu’ils résultent de la fusion de plusieurs trous noirs plus petits provenant de plusieurs galaxies.

Après la fusion des galaxies, les trous noirs supermassifs n’entrent pas en collision frontale. Au lieu de cela, ils commencent à se tirer dessus lorsqu’ils s’installent sur une orbite spécifique.

À chaque passage que vous effectuez, l’énergie est transférée des trous noirs aux étoiles qui les entourent.

Au fur et à mesure qu’ils perdent de l’énergie, la paire se rapproche de plus en plus jusqu’à ce qu’ils ne soient plus qu’à des années-lumière l’un de l’autre, où le rayonnement gravitationnel prend le dessus et ils fusionnent.

Ce processus a été observé directement dans des paires de trous noirs de masse stellaire – le premier cas de ce type jamais enregistré remonte à 2015 via la détection d’ondes gravitationnelles – mais n’a jamais été observé dans un binaire de type supermassif.

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Grâce à de nouvelles connaissances sur la masse extrêmement importante du système, les astronomes ont conclu qu'un nombre exceptionnellement élevé d'étoiles aurait été nécessaire pour ralentir suffisamment l'orbite binaire et les rapprocher à ce point.

Ce faisant, les trous noirs semblent avoir éjecté presque toute la matière dans leur environnement, laissant le noyau galactique dépourvu d’étoiles et de gaz.

Sans plus de matériel disponible pour ralentir davantage l'orbite de la paire, leur fusion s'est arrêtée dans ses phases finales.

Le professeur Romani a déclaré : « Les galaxies contenant des paires de trous noirs plus légers semblent généralement avoir suffisamment d’étoiles et de masse pour rapprocher rapidement les deux. »

« Comme cette paire est si lourde, il aurait fallu beaucoup d'étoiles et de gaz pour faire le travail. Mais le duo a nettoyé la galaxie centrale de cette matière, la laissant inactivée et accessible pour notre étude. »

Il reste à déterminer si les deux hommes surmonteront leur stase et finiront par fusionner sur des échelles de temps de plusieurs millions d’années, ou s’ils continueront pour toujours dans les limbes orbitaux.

S’ils fusionnent, les ondes gravitationnelles qui en résulteront seront 100 millions de fois plus puissantes que celles résultant de la fusion de trous noirs de masse stellaire.

Il est possible que la paire puisse surmonter cette distance finale via une autre fusion de galaxies, ce qui pomperait le système avec du matériel supplémentaire, ou peut-être un troisième trou noir, pour ralentir suffisamment l'orbite de la paire pour la fusion.

Cependant, étant donné le statut de B2 0402+379 en tant qu'amas fossile, une autre fusion galactique est peu probable.

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« Nous sommes impatients de poursuivre les investigations sur le noyau de B2 0402+379, où nous examinerons la quantité de gaz présente », a déclaré Tirth Surti, étudiant de premier cycle à l'Université de Stanford.

« Cela devrait nous permettre de mieux comprendre si les trous noirs supermassifs pourraient éventuellement fusionner ou s'ils resteraient bloqués sous forme binaire. »

le résultats apparaît dans Journal d'astrophysique.

_____

Tirth Surti et autres. 2024. Cinématique centrale et masse du trou noir 4C+37.11. a B c 960, 110 ; est ce que je: 10.3847/1538-4357/ad14fa

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Le rover Perseverance observe la pale de rotor remorquée d'un hélicoptère Ingenuity à la surface de Mars (photos)

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Le rover Perseverance observe la pale de rotor remorquée d'un hélicoptère Ingenuity à la surface de Mars (photos)

La lame était cassée, toujours non forgée, et a été retrouvée sur Mars.

Des passionnés de l'espace examinant des images brutes du rover Perseverance de la NASA ont récemment découvert la pale d'hélicoptère cassée d'Ingenuity gisant dans le sable martien. Ingenuity a été définitivement cloué au sol à la suite de l'accident de perte de pale, un atterrissage difficile survenu à la fin de son vol le 18 janvier.

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