Formation des premiers grains de poussière de l'Univers

Publié par Redbran le 16/05/2020 à 13:00
Source: CNRS INSU
La première génération d'étoiles est née quelques centaines de millions d'années après le Big Bang. Ces étoiles ont fabriqué des éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, qui sont ensuite éjectés dans le milieu interstellaire. Dans ce milieu enrichi en atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se...) lourds, les premiers grains de poussière se sont formés. Cet événement est crucial sur le plan cosmologique pour la formation de molécules, car la poussière joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et fermer la bouche et...) un rôle majeur en refroidissant les nuages à l'origine de la formation des étoiles qui peuvent ainsi se fragmenter pour créer des étoiles de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...) inférieure.


Vues multi-longueurs d'onde des protoétoiles dans IC 1396. © NASA/JPL/Caltech.

La collecte d'information sur ces premiers grains de poussière est difficile en raison de l'alliance négative de grandes distances et de faibles masses de poussière. Nous combinons dans ce papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un...), des informations sur 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...) à des décalages vers le rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) compris entre z = 10 et z = 5 (environ 500 millions à 1200 millions d'années après le Big Bang) pour mesurer leur émission de poussière. Nous avons également mené une étude théorique pour comprendre les premières phases évolutives du cycle de la poussière. Les distributions spectrales d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) (SED) ont été modélisées par notre code CIGALE pour estimer les paramètres physiques de ces galaxies et leur évolution.

Nos nouveaux modèles expliquent pourquoi certaines galaxies dans l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) primordial sont détectées et d'autres non. Nous suivons dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) la formation des premiers grains de poussière par des supernovae. Ces grains sont ensuite détruits par d'autres explosions de supernova (Une supernova est l'ensemble des phénomènes conséquents à l'explosion d'une étoile, qui s'accompagne d'une augmentation brève...) et expulsés dans les milieux circumgalactiques et intergalactiques.

Nous avons ainsi mis en évidence les premiers grains de poussière formés dans l'Univers. Mais, surtout, ce travail souligne la nécessité de collecter davantage de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) et de développer de nouveaux télescopes pour contraindre davantage le cycle des poussières dans les galaxies à l'époque de la réionisation.

En savoir plus:
Observational and theoretical constraints on the formation andearly evolution of the first dust grains in galaxies at 5.
Burgarella, A. Nanni, H. Hirashita, P. Theulé, A. K. Inoue, and T. T. Takeuchi.
A&A 637, A32 (2020)
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937143

Contact:
Denis Burgarella- Laboratoire d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers (étoiles,...) de Marseille (LAM) - denis.burgarella at lam.fr
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