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Posté par Redbran le Samedi 18/11/2017 à 12:00
Un nuage de gaz géant enveloppant une dizaine de galaxies
Une équipe d'astrophysiciens de l'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie de Toulouse, du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille et du Centre de Recherche Astrophysique de Lyon vient de découvrir un nuage de gaz ionisé géant. Cette découverte a eu lieu dans le cadre d'un programme de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) mené avec l'Instrument MUSE du VLT, dont l'objectif est d'étudier l'impact del'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...) sur les mécanismes d'évolution des galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux...). Ce nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de la...) de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas...) mesure plus de 300 000 années lumière, soit trois fois le diamètre de la Voie Lactée, et enveloppe dix galaxies. C'est la plus grosse structure de ce type connue à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...). Elle se trouve dans une région particulièrement dense d'un groupe de galaxies (Un groupe de galaxies est une association de moins d'une centaine de galaxies liées par la gravitation. Au-delà de ce nombre, une telle association est...) appelé COSMOS-Gr30, situé à 6.5 milliards d'années lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la...). Intriguée, cette équipe a cherché à comprendre l'origine de ce gaz et les sources responsables de son ionisation (L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une molécule. L'atome - ou la molécule - en perdant ou en gagnant des charges n'est plus neutre...).

Des grands nuages de gaz ont déjà été observés par le passé. Mais ils étaient généralement plus petits, moins brillants, et souvent associés à des galaxies très massives hébergeant un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper (à l'exception...) géant dont l'intense rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) pouvait expliquer leur chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.). Cette découverte met en évidence de tous nouveaux processus, certainement reliés à l'environnement très dense dans lequel se situe cette structure. En effet, ce nuage de gaz pourrait être le témoignage des processus violents invoqués généralement pour expliquer l'arrêt brutal de la formation d'étoiles dans les galaxies habitant les structures les plus denses de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.).



Une bulle cosmique géanteCrédit: ESO/T. Contini (IRAP, Toulouse), B. Epinat (LAM, Marseille)


Ce nuage hors-norme a été découvert et étudié en détail grâce à l'incroyable sensibilité de l'instrument MUSE, développé pour Very Large Telescope (VLT) de l'ESO au Chili. Couvrant les longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle...) visibles, MUSE combine à la fois les possibilités d'un instrument imageur et la capacité d'un spectrographe, ce qui en fait un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions...) puissant et unique pour mettre en lumière des objets célestes qui restaient jusque-là dans l'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement partiellement opaque) entre une source de lumière et la surface sur laquelle se réfléchit cette lumière. Elle se...).

La puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) de MUSE a permis aux astrophysiciens de comprendre que cette grande quantité de gaz n'est pas primordiale. Elle a été vraisemblablement extirpée des galaxies, soit au cours de violentes interactions pouvant aller jusqu'à la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes...) des galaxies, soit par des super-vents dus à l'activité de trous noirs géants ou à l'effet cumulé des supernovae. Ils ont également étudié comment ce nuage pouvait être chauffé aussi loin des galaxies. Ils sont arrivés à la conclusion que cette structure gazeuse est ionisée par différents processus: la majeure partie semble être chauffée par le rayonnement intense émis par des étoiles nouvellement formées dans les galaxies, et par les chocs entre les nuages de gaz éjectés de ces mêmes galaxies. Dans une région plus localisée de ce nuage, un trou noir géant en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) active serait à l'origine du chauffage du gaz.

Cette découverte montre ainsi que la rencontre de plusieurs galaxies à l'intersection des filaments de la toile cosmique peut engendrer une série de processus qui éjecte une quantité énorme de gaz en dehors des galaxies et qu'il existe des mécanismes capables d'ioniser ce gaz à très grande distance des galaxies. Il se peut que ce phénomène soit le prélude à la formation de galaxies très massives, sans gaz ni formation d'étoiles, au centre de grandes structures telles que les amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En deçà de 100, on parle plutôt de groupe de galaxies, même si la frontière entre...) et que ce genre de phénomène soit en partie responsable de l'arrêt de la formation d'étoiles dans ces structures. Il est également possible que le gaz reforme un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.), ce qui pourrait expliquer l'existence de galaxies passives possédant un disque épais d'étoiles plutôt vieilles et un disque plus jeune, tel qu'observé dans la Voie Lactée.

Afin d'améliorer la compréhension de cette structure cette équipe veut engager de nouvelles observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de...) dans d'autres domaines de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa...) d'onde, en particuliers avec les interféromètres ALMA et NOEMA.

Référence publication:
Epinat, Contini, Finley, et al., Ionised gas structure of 100 kpc in an over-dense region of the galaxy group COSMOS-Gr30 at z ~ 0.7, 2017, Astronomy & Astrophysics, in press, ArXiv e-prints [arXiv:1710.11225], 7 novembre 2017

Contacts chercheurs:
- Benoît Epinat, LAM (CNRS/Université Aix-Marseille)
- Thierry Contini, IRAP (CNRS/Université Toulouse Paul Sabatier)


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Source: CNRS-INSU
 
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