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La fusion des galaxies résout le mystère du premier univers

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La fusion des galaxies résout le mystère du premier univers

Cela a permis de résoudre l'un des mystères les plus énigmatiques de l'astronomie : pourquoi les astronomes ont détecté la lumière provenant d'atomes d'hydrogène qui aurait dû être complètement obscurcie par le gaz d'origine formé après le Big Bang.

Ces nouvelles observations ont permis de découvrir de petits objets faibles entourant les galaxies, qui montrent une émission d'hydrogène « inexplicable ». En conjonction avec les dernières simulations de galaxies de l'univers primitif, des observations ont montré que la fusion chaotique de ces galaxies voisines est à l'origine de cette émission d'hydrogène. le résultats Ils ont été rapportés dans la revue Nature Astronomy.

La lumière se déplace à une vitesse finie (300 000 kilomètres par seconde), ce qui signifie que plus une galaxie est éloignée, plus il lui faut de temps pour atteindre notre système solaire. En conséquence, les observations de galaxies lointaines non seulement sondent l’univers, mais nous permettent également d’étudier l’univers tel qu’il existait dans le passé.

Pour étudier l’univers primitif, les astronomes ont besoin de télescopes exceptionnellement puissants, capables d’observer des galaxies très lointaines – et donc très faibles. un de la toile Ses principales capacités sont sa capacité à observer ces galaxies et à explorer les débuts de l’histoire de l’univers.

Les premières galaxies étaient des sites de formation d’étoiles puissantes et actives et étaient de riches sources d’un type de lumière émise par des atomes d’hydrogène appelé émission Lyman-alpha. Cependant, à l’époque de la réionisation, une énorme quantité d’hydrogène neutre entourait ces pépinières stellaires. De plus, l’espace intergalactique était rempli de plus de ce gaz neutre qu’aujourd’hui. Le gaz peut efficacement absorber et disperser ce type d’émission d’hydrogène, c’est pourquoi les astronomes prédisent depuis longtemps que l’abondante émission Lyman-α déclenchée dans l’univers primitif ne devrait pas être observée aujourd’hui.

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Cependant, cette théorie n’a pas toujours résisté à l’examen, car les astronomes ont déjà observé des exemples d’émissions précoces d’hydrogène. Cela pose une énigme : comment cette émission d’hydrogène – qui aurait dû depuis longtemps être absorbée ou dispersée – est-elle observée ?

L’auteur principal Calum Witten a déclaré : « L’un des problèmes les plus déroutants présentés par les observations précédentes est la détection de la lumière des atomes d’hydrogène dans le tout premier Univers, qui aurait dû être complètement obscurcie par le gaz neutre d’origine formé après le Big Bang. » De l'Institut d'astronomie de Cambridge. « Plusieurs hypothèses ont été proposées précédemment pour expliquer la grande évasion de cette émission « inexplicable ». »

La réussite de l’équipe est le fruit de la combinaison de précision angulaire et de sensibilité de Webb. Les observations utilisant l'instrument NIRCam de Webb ont permis d'identifier des galaxies plus petites et plus faibles entourant les galaxies brillantes à partir desquelles l'émission « inexplicable » d'hydrogène a été détectée. En d’autres termes, les régions autour de ces galaxies semblent être un endroit beaucoup plus peuplé que nous le pensions auparavant, rempli de petites galaxies faibles.

Ces petites galaxies interagissaient et fusionnaient les unes avec les autres, et Webb a révélé que les fusions de galaxies jouent un rôle important dans l'explication de l'émission mystérieuse des premières galaxies.

« Alors que Hubble n'a vu qu'une grande galaxie, Webb a vu un groupe de galaxies plus petites en interaction, et cette découverte a eu un impact majeur sur notre compréhension de l'émission inattendue d'hydrogène de certaines des premières galaxies », a déclaré le co-auteur Sergio Martin. Alvarez de l'Université de Stanford.

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L’équipe a ensuite utilisé des simulations informatiques pour explorer les processus physiques susceptibles d’expliquer leurs résultats. Ils ont découvert que l’accumulation rapide de masse stellaire lors des fusions de galaxies entraînait une forte émission d’hydrogène et facilitait la fuite de ce rayonnement à travers des canaux vides de gaz neutre abondant. Par conséquent, le taux élevé de fusion de petites galaxies jusqu’alors inobservées a fourni une solution convaincante au mystère de longue date de l’émission précoce « inexplicable » d’hydrogène.

L’équipe prévoit de suivre les observations de galaxies à différents stades de fusion, afin de mieux comprendre comment les émissions d’hydrogène émergent de ces systèmes en évolution. À terme, cela leur permettra d’améliorer notre compréhension de l’évolution des galaxies.

référence:

Callum Witten et coll. 'Décryptage de l'émission Lyman-α au plus profond de l'époque de réionisation.' Astronomie naturelle (2024). est ce que je: 10.1038/s41550-023-02179-3

Adapté de Communiqué de presse de l'ESA.

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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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