De nouvelles recherches montrent que l’âge des galaxies est le facteur clé du mouvement des étoiles, remettant en question les théories plus anciennes qui mettaient l’accent sur l’environnement ou la masse. Crédit : Issues.fr.com
Une équipe internationale dirigée par le centre de recherche australien ASTRO 3D rapporte que l'âge est le moteur de la modification de la façon dont les étoiles se déplacent dans les galaxies.
Les galaxies commencent leur vie avec leurs étoiles tournant de manière ordonnée, mais dans certaines, le mouvement des étoiles est plus aléatoire. Jusqu’à présent, les scientifiques ne savaient pas exactement quelle était la cause de ce phénomène – peut-être l’environnement ou la masse de la galaxie elle-même.
Principales conclusions sur l’âge des galaxies
Une nouvelle étude, publiée récemment dans MNRAS (Avis mensuels de la Royal Astronomical Society), a constaté que le facteur le plus important n’est ni l’un ni l’autre de ces éléments. Cela montre que la tendance des étoiles à avoir un mouvement aléatoire est principalement due à l’âge de la galaxie – les choses se gâtent avec le temps.
« Lorsque nous avons effectué l'analyse, nous avons constaté que l'âge, quelle que soit la façon dont nous le découpons ou le coupons, est toujours le paramètre le plus important », explique le premier auteur, le professeur Scott Croom, chercheur ASTRO 3D à l'université. Université de Sydney.
Facteurs environnementaux et de masse
« Une fois que l'on tient compte de l'âge, il n'y a pratiquement aucune tendance environnementale, et c'est pareil pour la masse.
« Si vous trouvez une jeune galaxie, elle tournera, quel que soit l'environnement dans lequel elle se trouve, et si vous trouvez une vieille galaxie, elle aura des orbites plus aléatoires, que ce soit dans un environnement dense ou dans le vide. »
Une comparaison d'une galaxie jeune (en haut) et d'une vieille (en bas) observée dans le cadre du SAMI Galaxy Survey. Les panneaux de gauche sont des images optiques régulières du télescope Subaru. Au milieu se trouvent les cartes de vitesse de rotation (le bleu venant vers nous, le rouge s'éloignant de nous) de SAMI. À droite se trouvent des cartes mesurant des vitesses aléatoires (des couleurs plus rouges pour une vitesse aléatoire plus élevée). Les deux galaxies ont la même masse totale. La galaxie supérieure a un âge moyen de 2 milliards d'années, une rotation élevée et un faible mouvement aléatoire. La galaxie du bas a un âge moyen de 12,5 milliards d'années, une rotation plus lente et des mouvements aléatoires beaucoup plus importants. Crédit : Programme stratégique Hyper Suprime-Cam Subaru
Équipe de recherche et méthodologie
L'équipe de recherche comprenait également des scientifiques de l'Université Macquarie, de l'Université de technologie de Swinburne, de l'Université d'Australie occidentale, du Université nationale australiennel'Université de Nouvelle-Galles du Sud, l'Université de Cambridge, l'Université du Queensland et Université Yonsei en République de Corée.
L’étude met à jour notre compréhension des études précédentes qui suggéraient de diverses manières l’environnement ou la masse comme facteurs plus importants. Mais les travaux antérieurs ne sont pas nécessairement incorrects, explique le deuxième auteur, le Dr Jesse van de Sande.
Les jeunes galaxies sont des super-usines de formation d’étoiles, tandis que dans les plus anciennes, la formation d’étoiles cesse.
« Nous savons que l’âge est affecté par l’environnement. Si une galaxie tombe dans un environnement dense, elle aura tendance à arrêter la formation d’étoiles. Ainsi, les galaxies situées dans des environnements plus denses sont en moyenne plus anciennes », explique le Dr van de Sande.
« Le point de notre analyse est que ce n'est pas le fait de vivre dans des environnements denses qui réduit leur rotation, mais le fait qu'ils soient plus âgés. »
La dynamique de la Voie lactée
Notre propre galaxie, la voie Lactéepossède toujours un mince disque de formation d'étoiles, elle est donc toujours considérée comme une galaxie rotationnelle à haut spin.
« Mais lorsque nous examinons la Voie lactée en détail, nous voyons quelque chose appelé le disque épais de la Voie lactée. Elle n'est pas dominante en termes de lumière, mais elle est là et celles-ci semblent être des étoiles plus anciennes, qui pourraient bien avoir été chauffées à partir du disque mince à des époques antérieures, ou nées avec un mouvement plus turbulent au début de l'Univers », explique le professeur Croom. .
Contributions de l'enquête SAMI Galaxy
La recherche a utilisé des données provenant d'observations effectuées dans le cadre de l'enquête SAMI Galaxy. L'instrument SAMI a été construit en 2012 par l'Université de Sydney et l'Observatoire anglo-australien (aujourd'hui Astralis). SAMI utilise le télescope anglo-australien, à l'observatoire de Siding Spring, près de Coonabarabran, en Nouvelle-Galles du Sud. Il a étudié 3 000 galaxies dans un large éventail d’environnements.
L’étude permet aux astronomes d’exclure de nombreux processus lorsqu’ils tentent de comprendre la formation des galaxies et ainsi d’affiner les modèles de développement de l’Univers.
Orientations futures de la recherche sur les galaxies
Les prochaines étapes consisteront à développer des simulations de l’évolution des galaxies avec des détails plus granulaires.
« L'un des défis liés à la réalisation de simulations correctes réside dans la haute résolution dont vous avez besoin pour prédire ce qui se passe. Les simulations actuelles typiques sont basées sur des particules qui ont une masse d'environ 100 000 étoiles et vous ne pouvez pas résoudre les structures à petite échelle dans les disques galactiques », explique le professeur Croom.
L'Hector Galaxy Survey aidera le professeur Croom et son équipe à étendre leurs travaux en utilisant un nouvel instrument sur le télescope anglo-australien.
« Hector observe 15 000 galaxies mais avec une résolution spectrale plus élevée, ce qui permet de mesurer l'âge et la rotation des galaxies même dans des galaxies de masse beaucoup plus faible et avec des informations environnementales plus détaillées », explique le professeur Julia Bryant, responsable du Hector Galaxy Survey, Université de Sidney.
Conclusion et impact sur la compréhension universelle
Le professeur Emma Ryan-Weber, directrice d'ASTRO 3D, déclare : « Ces résultats répondent à l'une des questions clés posées par ASTRO 3D : comment la masse et le moment cinétique évoluent-ils dans l'Univers ? Ce travail minutieux de l’équipe SAMI révèle que l’âge d’une galaxie détermine la façon dont les étoiles orbitent. Cette information essentielle contribue à une vision plus claire de l’Univers.
À PROPOS D'ASTRO 3D
Le Centre d'excellence ARC pour l'astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3D) est un centre d'excellence de recherche de 40 millions de dollars financé par l'Australian Research Council (ARC) et neuf universités australiennes collaboratrices – l'Australian National University, l'Université de Sydney, l'Australie. Université de Melbourne, Université de technologie de Swinburne, Université d'Australie occidentale, Université Curtin, Université Macquarie, Université de Nouvelle-Galles du Sud et Université Monash.
À PROPOS de l'enquête SAMI Galaxy
Le SAMI Galaxy Survey a débuté en mars 2013, avec l'intention de créer une vaste étude de 3 000 galaxies dans un large éventail d'environnements. Les données du SAMI Galaxy Survey ont été collectées à l'aide du SAMI, le spectrographe à champ intégral multi-objets de l'observatoire australien-australien d'astronomie de Sydney. SAMI est un instrument du télescope anglo-australien de 4 mètres de l'observatoire de Siding Spring. La spectroscopie à champ intégral (IFS) permet une vue unique de la façon dont les étoiles et les gaz zooment à l'intérieur des galaxies lointaines, car nous collectons des dizaines de spectres sur toute la face de chaque galaxie.
