Cartographie d'une méduse cosmique
Publié par Adrien le 01/10/2019 à 08:00
Source: Observatoire de Paris
A l'aide du radiotélescope ALMA et du VLT de l'ESO au Chili, une équipe scientifique comprenant une astronome à l'Observatoire de Paris - PSL a cartographié les queues intenses d'une "méduse cosmique". C'est la photo de la semaine sur le site de l'ESO.

Une galaxie (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 autres...) peut voir son 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 de forme...) balayé par pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) lorsqu'elle voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage s'est...) à grande vitesse (On distingue :) dans un 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...). Le résultat ressemble à une" méduse", où la tête est la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.); et la queue, le gaz balayé.

Dans l'amas de galaxies de Norma, l'une des galaxies-méduses les plus proches, ESO137-001, a été cartographiée dans son gaz moléculaire à haute résolution avec l'interféromètre ALMA (Atacama Large Millimeter / Sub-Millimeter Array) et comparée avec la carte du gaz ionisé faite par MUSE, sur l'un des grands télescopes (Very Large Telescope) de l'ESO: un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de filaments et nuages de gaz moléculaire ont été détectés, s'étendant sur 60 kpc de long et 25 kpc de large.

La majeure partie de la 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...) visible d'un amas riche de galaxies est constituée d'une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) gazeuse très chaude, diffuse et ionisée, qui émet des rayons X. Ce gaz est en équilibre hydrostatique dans le puits potentiel de l'amas et peut être 10 fois plus massif (Le mot massif peut être employé comme :) que l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...) des galaxies.

Lorsqu'une galaxie spirale (En mathématiques, une spirale est une courbe qui commence en un point central puis s'en éloigne de plus en plus, en même temps qu'elle tourne autour.) pénètre à grande vitesse dans le groupe, cette atmosphère crée comme un vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les...) puissant dans la galaxie en mouvement, capable de chasser le gaz interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable...) de la galaxie. C'est le phénomène de balayage du gaz par pression dynamique.

Le gaz balayé forme un sillage derrière la galaxie en mouvement, créant de beaux systèmes complexes de filaments comme celui observé autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) de la galaxie spirale ESO 137-001, qui voyage dans l'amas de galaxies Norma. La direction et la position de la queue nous renseignent sur la façon dont la galaxie se déplace.


Fig. 1: La méduse cosmique est représentée ici avec de superbes détails. La galaxie spirale qui compose la tête a été imagée par le télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100 minutes. Il est nommé en l'honneur de...) (NASA/ESA). La queue, constituée de filaments d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), est représentée ici par le gaz ionisé cartographié avec MUSE en rose-violet et par le gaz moléculaire (émission de CO) cartographié avec ALMA en rouge-orangé.

L'image de l'émission de CO obtenue avec ALMA (voir Figure 1) offre la première carte à haute résolution du gaz moléculaire froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) dans une queue de gaz formée par balayage dû à la pression dynamique.

ESO 137-001 est l'une des galaxies-méduses les plus proches et elle est particulièrement intéressante car ses longues queues de gaz très étendues contiennent des grumeaux caractéristiques appelées "boules de feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.)": des éclats de formation d'étoiles.

Les mécanismes précis régissant la formation des étoiles dans les queues de méduses sont mystérieux.

Cette carte offre donc une nouvelle fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres.) sur les conditions nécessaires à la formation de nouvelles étoiles dans des environnements aussi intenses et changeants.

Référence
ALMA unveils widespread molecular gas clumps in the ram-pressure stripped tail of the Norma jellyfish galaxy, Jachym, P., Kenney, J.D.P., Sun (Sun Microsystems (NASDAQ : SUNW) est un constructeur d'ordinateurs et un éditeur de logiciels américain.), M., Combes, F., Cortese, L. et al. 2019, ApJ in press
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