GALAXY CRUISE collabore avec des astronomes citoyens pour étudier les subtilités des galaxies. Grâce aux images avancées du télescope Subaru, le projet a découvert que les galaxies amplifient leurs activités lorsqu’elles fusionnent. L’Univers, regorgeant de galaxies variées, doit sa diversité aux collisions et fusions galactiques au cours de vastes périodes cosmiques.
GALAXY CRUISE, en collaboration avec des astronomes citoyens, utilise les images du télescope Subaru pour découvrir les secrets des galaxies. Le projet a révélé que la fusion des galaxies présente une activité accrue. Grâce à une formation approfondie, les astronomes citoyens ont apporté des contributions significatives, permettant des découvertes révolutionnaires sur la nature des interactions et des fusions de galaxies.
GALAXY CRUISE, un projet de science citoyenne dirigé par l’Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ), sillonne l’océan cosmique avec des astronomes citoyens pour découvrir les secrets des galaxies depuis 2019.
En utilisant les images profondes et de haute qualité du télescope Subaru combinées à des images de haute qualitéprécision Selon les classifications des galaxies fournies par les astronomes citoyens, les chercheurs professionnels ont confirmé sans ambiguïté que les galaxies deviennent plus « actives » lorsqu’elles entrent en collision et fusionnent avec d’autres galaxies.
Ce résultat est rapporté dans le premier article scientifique de GALAXY CRUISE. Les classifications des astronomes citoyens sont mises à la disposition du public afin que les astronomes du monde entier puissent les utiliser pour faire de nouvelles découvertes.
Figure 1 : GALAXY CRUISE, le premier projet japonais de science citoyenne pour l’astronomie, a mis les voiles en novembre 2019. Il vise à comprendre pourquoi les galaxies présentent les différentes couleurs et formes que nous voyons aujourd’hui. La première saison de GALAXY CRUISE s’est déroulée jusqu’en avril 2022. Le premier article scientifique basé sur le catalogue de morphologie des galaxies contenant plus de 2 millions de classifications a été publié. Le catalogue a également été rendu public. Crédit : NAOJ
Diversité galactique et participation citoyenne
L’Univers est rempli d’une grande variété de galaxies ; certaines galaxies sont des galaxies elliptiques rouges, tandis que d’autres sont des galaxies spirales bleues. Il existe également des galaxies sans formes bien définies. On pense que cette diversité résulte de collisions et de fusions entre galaxies à des échelles de temps cosmiques. Cependant, les rôles exacts des collisions et des fusions restent mal compris car les galaxies en interaction sont des objets rares et donc difficiles à trouver.
Pour surmonter cette difficulté, GALAXY CRUISE a fait appel à l’aide d’astronomes citoyens pour identifier les galaxies en interaction à partir des images profondes prises avec l’Hyper Suprime-Cam (HSC) installée sur le télescope Subaru.
Les astronomes citoyens ne sont en aucun cas des astronomes professionnels, mais peuvent-ils classer les galaxies ? Oui, ils peuvent! Des astronomes professionnels leur montrent comment procéder. Les astronomes citoyens sont invités à suivre une formation pour comprendre les fondamentaux de la morphologie des galaxies. Une fois le cours réussi, ils reçoivent une carte d’embarquement pour GALAXY CRUISE.
De nombreux astronomes citoyens ont embarqué et ont été captivés par la diversité des galaxies de l’Univers. Environ 10 000 astronomes citoyens ont exploré l’Univers et réalisé plus de 2 millions de classifications au cours des deux premières années et demie de GALAXY CRUISE. Un si grand nombre de classifications n’aurait pas été possible par les seuls astronomes professionnels.
Résultats de la recherche et implications
Le Dr Masayuki Tanaka, le « capitaine » de GALAXY CRUISE, a soigneusement analysé les classifications des scientifiques citoyens et a constaté que les astronomes citoyens classaient très bien les galaxies. La figure 2 illustre la précision. La qualité des images HSC est essentielle pour une précision élevée de la classification ; De nombreuses galaxies ont été classées comme galaxies elliptiques dans des études précédentes, mais elles s’avèrent présenter des bras spiraux clairs dans les images HSC plus profondes. « La précision de la classification de GALAXY CRUISE surpasse les études précédentes », déclare Tanaka.
Figure 2 : Galaxies spirales identifiées par les astronomes citoyens. Ils présentent tous de magnifiques bras en spirale. Crédit : NAOJ
Il en va de même pour les galaxies en interaction, qui sont au centre de GALAXY CRUISE. Lorsque les galaxies entrent en collision et fusionnent, elles présentent souvent des formes déformées avec des caractéristiques autour d’elles, telles que des queues de marée. Ces caractéristiques sont souvent diffuses et faibles et peuvent facilement passer inaperçues. Cependant, grâce à la haute sensibilité et à la haute résolution angulaire des images HSC, GALAXY CRUISE a réussi à capturer ces faibles caractéristiques.
Les astronomes citoyens ont découvert que bon nombre des galaxies « normales » (c’est-à-dire sans interaction) signalées dans les études précédentes présentent en réalité des signes d’interaction. De plus, des astronomes citoyens ont identifié des galaxies qui subissent actuellement de violentes fusions. La figure 3 présente ces fusions violentes. Ils présentent tous des formes considérablement déformées avec des structures très complexes. De telles fusions violentes sont extrêmement rares et un échantillon statistique de ces galaxies illustre la puissance des classifications visuelles réalisées par un grand nombre d’astronomes citoyens.
Figure 3 : Fusions violentes. Les galaxies sont considérablement déformées par le fort champ de marée, démontrant à quel point les fusions peuvent être violentes. Crédit : NAOJ
L’échantillon de galaxies en interaction a révélé que ces galaxies présentent un niveau accru d’activité de formation d’étoiles (Note 1) par rapport aux galaxies normales. De plus, les trous noirs supermassifs se révèlent également plus actifs (Note 2). Il est intéressant de noter que cette activité est renforcée de manière plus significative dans les fusions violentes comme celles illustrées dans la figure 3. Il est probable que la coalescence finale d’un événement de fusion est le moment où l’activité interne des galaxies est la plus fortement renforcée. Ces résultats intéressants ont été publiés dans un article scientifique. Il s’agit du premier article de GALAXY CRUISE et constitue une étape importante non seulement pour les astronomes mais aussi pour les astronomes citoyens participants.
Défis et voie à suivre
« De nombreux efforts ont été déployés pour tenter de comprendre la formation des étoiles et trou noir activités de fusion de galaxies », explique Tanaka. « Cependant, les chercheurs sont souvent parvenus à des résultats contradictoires. Cela est probablement dû aux difficultés d’identification des galaxies en fusion, aux différences dans la définition des fusions, aux différences dans la manière dont les galaxies sont analysées, etc. L’approche du problème par GALAXY CRUISE est la classification visuelle classique.
« Il s’agit d’une méthode longue mais puissante pour identifier les fusions. En combinaison avec les images HSC de haute qualité, nous avons pu construire un meilleur échantillon de fusions qu’auparavant, ce qui nous a permis de confirmer sans ambiguïté que les fusions améliorent les activités internes des galaxies. Il s’agit d’un résultat extrêmement passionnant et cela n’aurait pas été possible sans la participation d’autant d’astronomes citoyens.
Le catalogue de classification de GALAXY CRUISE a été rendu public parallèlement à la publication de l’article. Les classifications de haute qualité seront exploitées davantage par des astronomes professionnels du monde entier. Nous espérons que le catalogue les mènera vers de nouvelles découvertes.
« Les gens peuvent penser que le travail scientifique est réservé aux chercheurs professionnels. Ce n’est pas nécessairement le cas. Les citoyens peuvent certainement contribuer, comme l’a démontré GALAXY CRUISE. GALAXY CRUISE poursuit toujours son voyage. Pourquoi ne pas nous rejoindre ? J’ai hâte de vous accueillir à bord et de résoudre ensemble les mystères des galaxies », conclut le capitaine Tanaka.
Ce travail a été publié en ligne dans Publications de la Société Astronomique du Japon (PASJ) le 26 septembre 2023, comme Tanaka et al. « GALAXY CRUISE : Aperçu approfondi des galaxies en interaction dans l’univers local. »
Remarques
- Une galaxie contient un énorme réservoir de gaz. Le gaz se refroidit et devient plus dense avec le temps grâce aux forces gravitationnelles. Lorsque le gaz devient suffisamment dense pour déclencher une réaction nucléaire, une étoile se forme. Autrement dit, une galaxie est une usine de production d’étoiles. L’activité de la galaxie visant à former de nouvelles étoiles est appelée activité de formation d’étoiles.
- Une galaxie massive héberge probablement un trou noir supermassif en son centre. Un trou noir a une forte gravité et extrait la matière de son environnement. Lorsque la matière tombe sur un trou noir, la matière forme un disque brillant et observé comme une activité du trou noir. Une activité plus élevée du trou noir signifie que davantage de matière s’écoule vers le trou noir.
