Des vents galactiques repérés dans l’Univers lointain pour la première fois

[Leo]

Des vents galactiques repérés dans l’Univers lointain pour la première fois

 

Les étoiles massives d’au moins dix fois la masse du Soleil connaissent une fin explosive appelée supernova qui produit des vents galactiques. Or, des chercheurs ont observé pour la première fois ce phénomène directement dans de nombreuses galaxies de l’Univers lointain aux premiers stades de leur formation.

Des écoulements de gaz à l’échelle du parsec

Pendant la majeure partie de leur vie, les étoiles massives fusionnent l’hydrogène en hélium dans leur noyau avec des réactions nucléaires. Lorsque le combustible d’hydrogène est épuisé, des réactions de fusion successives se produisent avec des éléments plus lourds.

 

 

À un certain stade, l’étoile forme un noyau de fer. Contrairement aux réactions nucléaires précédentes, la fusion de cet élément n’apporte cependant pas d’énergie à l’étoile. En conséquence, la pression générée par ces réactions diminue et la force gravitationnelle prend le dessus, ce qui provoque une implosion du cœur. L’effondrement rapide du cœur génère alors des conditions extrêmes. Les couches externes de l’étoile s’effondrent vers le noyau, ce qui occasionne une onde de choc qui se propage à travers l’étoile. Lorsque cette onde de choc atteint la surface de l’étoile, elle expulse violemment la matière dans l’espace, créant une explosion brillante appelée supernova.

Une supernova génère également des vents galactiques, des flux de particules chargées et de gaz expulsés dans l’espace interstellaire à des vitesses élevées. Ces vents contiennent des éléments nouvellement formés et enrichissent l’espace environnant en matériaux tels que l’oxygène, le carbone et d’autres éléments essentiels à la formation de nouvelles étoiles. Ces vents agissent également sur la régulation thermique du milieu interstellaire. En éjectant de la matière chauffée à des températures extrêmes, ils influencent la densité et la température du gaz dans la région, ce qui peut affecter la formation des étoiles.

Une observation inédite

Les astronomes avaient déjà observé des écoulements de gaz (ou vents galactiques) de ce genre émanant de galaxies proches. Récemment, et pour la première fois, une équipe dirigée par Yucheng Guo, du Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, a pu observer ce type de structure dans une large population de galaxies de l’Univers lointain à une époque où les galaxies en sont aux premiers stades de leur formation.

 

Traditionnellement, il était très difficile d’observer les vents galactiques, car les halos de gaz sont presque transparents. Ici, les chercheurs ont surmonté cet obstacle en utilisant l’instrument MUSE (Multi-Unit Spectroscopique Explorer), installé sur le Very Large Telescope. « L’instrument est capable d’observer les galaxies au redshift z ≈ 1, ce qui correspond à sept milliards d’années d’évolution cosmique« , précise le chercheur. À cette longueur d’onde, l’instrument MUSE est capable de détecter et d’observer directement l’émission des atomes de magnésium dans les vents galactiques.

Les émissions de rayons X (violet) superposées à une image en lumière visible d’une galaxie montrent le lancement des vents de la galaxie. Crédits : Radiographie : NASA/CXC/Ohio StateH-alpha et Optique : NSF/NOIRLab/AURA/KPNO/CTIO ; Infrarouge : NASA/JPL-Caltech/Spitzer/ Optique : ESO/Observatoire de La Silla.

Une autre caractéristique importante de ces travaux est que les chercheurs ont réussi à observer ces vents galactiques dans plus d’une centaine de galaxies anciennes. Ils ont également pu déterminer qu’ils avaient une forme ressemblant à celle d’un cornet de glace.

Enfin, notez que cette observation directe des vents galactiques en dehors de l’Univers local n’est qu’une première étape. Nous ne connaissons en effet toujours pas leurs propriétés physiques telles que leur taille, leur puissance, ni comment ils évoluent avec le temps et dans différents types de galaxies. Ces interrogations feront donc l’objet de futures recherches.

Les détails de l’étude sont publiés dans Nature.

Modifié le 26 décembre 2023 par Leo