décembre 1, 2022

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Une fois de plus, les galaxies semblent être étonnamment matures peu de temps après le début de l’univers

Une jeune galaxie avec son nom accrocheur A1689-zD1 a des experts en formation de galaxies. Des observations récentes montrent que cette galaxie, telle qu’elle apparaîtrait seulement 700 millions d’années après le Big Bang, est plus grande qu’on ne le pensait initialement, avec d’importants flux de gaz chaud provenant de son noyau et un halo de gaz froid émanant de son bord extérieur. A1689-zD1 est représentatif des jeunes galaxies « ordinaires » (par opposition aux « méga » galaxies), et les nouvelles observations suggèrent que l’adolescence des galaxies régulières pourrait être plus turbulente que ne le suggèrent les modèles précédents.

A1689-zD1 a été observé pour la première fois en 2007 par le télescope spatial Hubble, et à l’époque c’était un prétendant à la galaxie la plus éloignée découverte à ce jour (un record qui a été dépassé à plusieurs reprises, Le dernier était en avril 2022). En fait, il est si loin que la seule raison pour laquelle il est possible d’obtenir une si bonne image est qu’il est idéalement situé derrière une galaxie beaucoup plus proche, l’interaction de sa gravité avec l’espace-temps créant un effet de lentille, grossissant La distance est A1689- zD1 derrière. Le télescope spatial Spitzer a pu observer la galaxie aux côtés de Hubble, mais les images les plus claires de la galaxie ont été obtenues au sein du Large Millimeter/ Submillimeter Atacama Array (ALMA), spécialisé dans les longueurs d’onde invisibles à l’œil nu et bien adapté aux très lointains objets. .

Les données d’ALMA racontent une histoire enfouie dans les détails que Hubble et Spitzer n’ont pas pu voir.

« Les émissions de carbone dans A1689-zD1 sont beaucoup plus étendues que celles observées avec le télescope spatial Hubble, et cela peut signifier que les premières galaxies ne sont pas aussi petites qu’elles le paraissent », explique Seiji Fujimoto, chercheur postdoctoral à l’Institut Niels Bohr. , plus important que nous ne le pensions auparavant, cela aura un impact significatif sur la théorie de la formation des galaxies et son évolution dans l’univers primitif.

L’observatoire ALMA est situé dans le désert d’Atacama au Chili. Crédit : ESO/C. Bontone (Wikimedia Commons)

Outre la taille surprenante d’A1689-zD1, il semble également subir un niveau étonnamment élevé de formation d’étoiles dans un halo de gaz carbonique entourant la galaxie, bien que ce gaz puisse également être le signe d’une fusion galactique qui s’est produite au cours des premières étapes. de la galaxie. formation de galaxies. Quoi qu’il en soit, cela indique un stade précoce étonnamment dynamique de la formation galactique.

Près du noyau galactique, l’équipe a également vu des signes de gaz ionisé chaud qui représentent généralement des événements hautement énergétiques tels que des explosions de supernova ou de puissants jets du disque d’accrétion du trou noir. Cette sortie de gaz chaud peut être liée au halo de gaz froid, ce qui a piqué l’intérêt des chercheurs. À tout le moins, ils ne s’attendaient pas à le voir dans une si jeune galaxie. « Nous avons vu ce type d’émission de halo de gaz s’étendre à partir de galaxies qui se sont formées plus tard dans l’univers, mais le voir dans une galaxie si ancienne signifie que ce type de comportement est universel même dans les galaxies les plus modestes qui ont formé la plupart des étoiles au début. univers », déclare Darach Watson, professeur associé à l’Institut Niels Bohr. « Comprendre comment ces processus se produisent dans une si jeune galaxie est essentiel pour comprendre comment la formation des étoiles s’est produite dans l’univers primitif. »

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A1689-zD1, une galaxie en formation d’étoiles située dans la constellation de la Vierge, vue par ALMA. Une lentille gravitationnelle rend la jeune galaxie neuf fois plus brillante. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / H. Akins (Grenell College), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Bien sûr, il est peu probable que cette seule observation conduise à une réécriture des manuels. Les chercheurs continueront de surveiller l’univers primitif à la recherche de galaxies d’âge similaire, afin de déterminer si A1689-zD1 est typique en termes de taille et d’activité, ou s’il est exotique.

Le télescope spatial James Webb, comme ALMA, bien adapté à l’observation de petites galaxies à cette distance, devrait fournir prochainement un échantillon plus important à étudier. Destiné à aller en ligne Plus tard cet été – bien qu’il s’appuiera également sur une lentille gravitationnelle fortuite pour trouver et étudier les galaxies les plus anciennes.

Vous pouvez voir le communiqué de presse complet par iciEt lire la version d’introduction ArXiv.

Image en vedette : vue d’artiste de l’A1689-zD1. S’étendant bien au-delà du centre galactique, représenté ici en rose, se trouve un halo abondant de gaz carbonique froid. Pour les scientifiques, cette caractéristique inhabituelle suggère que la galaxie pourrait être beaucoup plus grande qu’on ne le pensait auparavant et que les premiers stades de la formation normale des galaxies pourraient être plus actifs et dynamiques que prévu. En haut à gauche et en bas à droite se trouvent des écoulements de gaz ionisé chaud poussant vers l’extérieur depuis le centre galactique, représentés ici en rouge. Les scientifiques pensent qu’il est possible que ces sorties aient quelque chose à voir avec cela, bien qu’ils ne sachent pas encore ce qu’ils font, avec du gaz carbonique froid dans les confins de la galaxie. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

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