janvier 21, 2022

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Un nouveau trésor d’amas globulaires contient des indices sur l’évolution des galaxies – ScienceDaily

Une étude réalisée à l’aide d’un ensemble de télescopes terrestres et spatiaux a révélé un trésor d’amas globulaires jusqu’alors inconnus – d’anciens amas denses de milliers d’étoiles qui se sont toutes formées en même temps – dans les régions externes de la galaxie elliptique. Centaure L’histoire cosmique de cette galaxie fournit de nouvelles informations sur la formation des galaxies en général et la répartition de la matière noire dans l’univers.

Alison Hughes, doctorante au Département d’astronomie de l’Université de l’Arizona et à l’Observatoire Steward, est la première auteure d’un article évalué par des pairs résumant les résultats, qui ont été publiés dans Journal d’Astrophysique en juin. L’étude sera présentée lors d’une conférence de presse virtuelle lors de la 239e réunion de l’American Astronomical Society mardi.

Centaurus A, également connue sous le nom de NGC 5128, est une galaxie elliptique visuellement époustouflante caractérisée par une éruption relativiste d’un trou noir supermassif en son centre et de superbes flux d’étoiles dispersées laissées par des collisions et des fusions précédentes avec des galaxies plus petites en orbite autour de Centaurus A. Dans la constellation Centaure, à une courte distance de 13 millions d’années-lumière de la Terre, Centaure A est trop loin pour permettre aux astronomes de voir des étoiles individuelles, mais les amas d’étoiles peuvent être identifiés comme tels et utilisés comme « preuve fossile » de l’évolution turbulente de la galaxie.

Hughes et ses collègues présentent un nouveau catalogue de près de 40 000 amas globulaires candidats dans Centaurus A, recommandant des observations de suivi se concentrant sur un groupe de 1 900 amas globulaires vrais probables. Les chercheurs ont scanné l’amas globulaire candidat jusqu’à un rayon prévu d’environ 150 kiloparsecs, à environ un demi-million d’années-lumière du centre galactique. Les données recueillent des observations provenant des sources suivantes : photogrammétrie panoramique des centaures et sculpteur, ou PISCeS ; Gaia, un observatoire spatial de l’Agence spatiale européenne, et le catalogue de sources NOAO, qui combine des images accessibles au public de télescopes dans les deux hémisphères couvrant presque tout le ciel.

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Hughes a expliqué que Centaur A a été une cible de choix pour les études d’amas globulaires extragalactiques en raison de sa richesse et de sa proximité avec la Terre, mais la plupart des études se sont concentrées sur les 40 kilomètres intérieurs (environ 130 500 années-lumière) de la galaxie, quittant la galaxie. Les confins de la galaxie sont en grande partie inexplorés. Lors du classement des candidats en fonction de leur probabilité d’être de véritables amas globulaires, l’équipe a constaté qu’environ 1 900 sont plus susceptibles d’être confirmés en tant que tels et que la confirmation par spectroscopie de suivi devrait être la priorité absolue.

« Nous utilisons le satellite Gaia, qui se concentre principalement sur les enquêtes au sein de notre galaxie, la Voie lactée, d’une nouvelle manière où nous relions ses observations avec des télescopes sur Terre, en l’occurrence le télescope Magellan Clay au Chili et l’Anglo-Australien Télescope en Australie. »

Hughes a déclaré que la structure du Centaurus A indique aux astronomes qu’il a subi plusieurs fusions majeures avec d’autres galaxies, ce qui lui a valu l’apparence d’un globe avec des régions semblables à des rivières ayant beaucoup plus d’étoiles que les régions environnantes. Centaurus A fournit l’exemple le plus proche d’une galaxie elliptique et offre aux astronomes l’occasion d’étudier de près une galaxie très différente de la nôtre. La Voie lactée, ainsi que sa plus proche voisine, la galaxie d’Andromède, sont toutes deux des galaxies spirales. Les galaxies spirales, avec leur aspect familier de moulinet, peuvent ressembler à une galaxie « typique », mais il s’avère que leurs cousines elliptiques moins organisées les dépassent en nombre dans l’univers.

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« Le centaure A peut sembler étrange », a déclaré Hughes, « mais c’est uniquement parce que nous pouvons nous approcher suffisamment pour voir ses détails les plus fins. » « Très probablement, les galaxies elliptiques et spirales comme la Voie lactée sont plus chaotiques que nous ne le pensons une fois que nous regardons un peu plus profondément que la surface. »

Hughes a déclaré que les amas globulaires servent de preuve de processus qui se sont produits il y a longtemps.

« Par exemple, si vous voyez une ligne de ces amas globulaires qui ont tous la même composition métallique (composition chimique) et se déplacent à une vitesse radiale similaire, nous savons qu’ils doivent provenir de la même galaxie naine ou d’un objet similaire qui est entré en collision avec Centaurus A et est maintenant en cours de Compréhension ».

Les amas d’étoiles se forment à partir de plaques denses de gaz dans le milieu interstellaire. Presque toutes les galaxies contiennent des amas globulaires, y compris la Voie lactée, qui en compte environ 150, mais la plupart des étoiles ne sont pas disposées dans de tels amas. En étudiant les amas globulaires, les astronomes peuvent recueillir des indices sur leur galaxie hôte, tels que leur masse, l’historique des interactions avec les galaxies voisines et même la répartition de la matière noire en leur sein, selon Hughes.

« Les amas de globes sont intéressants car ils peuvent être utilisés comme extracteurs de structures et de processus dans d’autres galaxies où nous ne pouvons pas résoudre des étoiles individuelles », a déclaré Hughes. « Ils conservent des signatures chimiques, telles que la composition élémentaire de leurs étoiles individuelles, donc ils nous disent quelque chose sur l’environnement dans lequel ils se sont formés. »

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Les chercheurs ont spécifiquement recherché des amas globulaires loin du centre galactique, car la sous-structure de Centaurus A indique la présence d’un grand groupe non découvert de tels amas, a expliqué Hughes. Les observations précédentes ont trouvé un peu moins de 600 amas dans les régions centrales, mais les régions extérieures de la galaxie sont restées largement inconnues.

« Nous avons déjà détourné le regard et découvert plus de 100 nouvelles combinaisons, et il y en a probablement plus, car nous n’avons même pas fini de traiter les données », a déclaré Hughes.

« Nous pouvons ensuite utiliser ces données pour reconstruire la structure et les mouvements de cette galaxie, ainsi que déterminer sa masse », a déclaré Hughes. « De là, nous pouvons enfin soustraire toutes ses étoiles et voir ce qu’il en reste – cette masse invisible doit être sa matière noire. »