Un superamas massif de galaxies dans l’univers primitif

Un superamas massif de galaxies dans l'univers primitif

Une image en fausses couleurs de l’émission dans l’infrarouge lointain d’un préamas massif de galaxies (encerclé) datée de l’époque d’environ 1,4 milliard d’années après le big bang. Les astronomes ont effectué des observations optiques et infrarouges profondes du complexe et ont conclu que les processus de formation d’étoiles à l’œuvre, bien que très actifs, suivent généralement les mêmes processus observés dans notre galaxie. Crédits : NASA/ESA/Herschel ; Miller et al.

La structure de l’univers est souvent décrite comme un réseau cosmique de filaments, de nœuds et de vides, et les nœuds sont des amas de galaxies, les plus grands objets connus liés à la gravitation. On pense que ces nœuds ont été ensemencés par des fluctuations de densité de faible amplitude comme celles observées dans le fond diffus cosmologique (CMB), qui croît jusqu’à ce qu’ils s’effondrent dans les structures que l’on voit aujourd’hui. Bien que le CMB soit bien compris et que les détails des amas de galaxies actuels soient bien décrits, les stades intermédiaires de l’évolution manquent d’observations suffisantes pour limiter les modèles. Les recherches conventionnelles d’amas de galaxies supposent que ces objets ont eu suffisamment de temps pour se stabiliser à mesure que le gaz intergalactique se réchauffe suffisamment pour être détecté dans l’émission de rayons X. Pour détecter des galaxies et des préamas plus éloignés qui sont trop faibles pour être détectés dans les rayons X, les astronomes utilisent à la place des émissions infrarouges brillantes ou submillimétriques.


Le superamas SPT2349−56, découvert dans la bande submillimétrique par le télescope du pôle Sud, est si éloigné que sa lumière voyage depuis plus de douze milliards d’années. Il abrite plus de trente galaxies brillantes submillimétriques et des dizaines d’autres galaxies brillantes et/ou à formation d’étoiles confirmées par spectroscopie. C’est l’un des complexes de formation d’étoiles les plus actifs connus, produisant plus de dix mille étoiles par an. L’une de ses sources brillantes semble être la fusion de plus de vingt galaxies. Cependant, la masse stellaire du système était inconnue, ce qui rendait impossible de savoir, par exemple, si l’explosion stellaire massive était le résultat d’une efficacité extraordinaire ou parce que le système était trop massif.

CfA astronome Matthew Ashby, optique et longueurs d’onde infrarouges obtenir des masses stellaires grâce à des analyses de distribution d’énergie spectrale (SED). Ils ont utilisé les télescopes spatiaux Gemini et Hubble pour obtenir des mesures de flux optique/proche infrarouge, et la caméra IRAC de Spitzer pour le flux infrarouge. Pour modéliser les SED, de nombreuses sources ponctuelles détectées doivent correspondre à toutes les longueurs d’onde. C’est une entreprise complexe, et les scientifiques décrivent les processus pour le faire tout en abordant le mélange sévère qui peut se produire dans l’infrarouge en raison d’une résolution spatiale insuffisante.

Selon leurs résultats publiés Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, astronomes La masse stellaire de cet amas primordial est taux de formation d’étoiles proche de la valeur mesurée dans les galaxies proches (“normales”) ; Ce résultat suggère que les processus de formation d’étoiles à l’œuvre sont similaires à ceux de l’univers local. Cependant, l’amas montre un manque de gaz moléculaire, suggérant que l’activité approche de la fin de cette phase turbulente alors que la matière première gazeuse des étoiles se dissipe.


Un gigantesque protoamas de galaxies fusionnant dans l’univers primitif


Plus d’information:
Ryley Hill et al., formation rapide du contenu en étoiles dans le noyau du cluster de protocole SPT2349−56 à z = 4,3, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2021). DOI : 10.1093/mnras/stab3539

Devis: Un superamas massif de galaxies dans l’univers primordial (20 juin 2022), récupéré le 21 juin 2022, sur https://phys.org/news/2022-06-massive-galaxy-supercluster-early-universe.html.

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