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Les dbuts sauvages des plus grosses galaxies observables de nos jours | ESO Belgique

eso1206fr-be — Communiqu de presse scientifique

Les dbuts sauvages des plus grosses galaxies observables de nos jours

La formation spectaculaire des toiles stoppe par des trous noirs

25 janvier 2012

En utilisant le tlescope APEX, une quipe dastronomes a dcouvert le lien le plus fort trouv jusquن prsent entre les plus puissantes vagues de formation dنtoiles de lUnivers primordial et les galaxies les plus massives que lon observe aujourdhui. Les galaxies, sنpanouissant lors de spectaculaires vagues de formation stellaire dans lUnivers primordial, ont vu la naissance de nouvelles toiles brusquement stoppe. De ce fait, ce sont aujourdhui des galaxies massives, mais passives, composes dنtoiles vieillissantes. Les astronomes ont galement identifi le coupable probable de larrt soudain des vagues de formation stellaire : lنmergence de trous noirs supermassifs.

Les astronomes ont combin les observations obtenues avec la camra LABOCA installe sur le Tlescope de 12 mtres de diamtre Atacama Pathfinder Experiment (APEX) [1] exploit par lESO avec des mesures ralises avec le trs grand tlescope (VLT), le Tlescope spatial Spitzer de la NASA et dautres encore, pour observer la manire dont les galaxies lumineuses distantes sont rassembles en groupes ou en amas.

Plus les galaxies sont troitement rassembles, plus leur halo de matire noire est massif la matire invisible qui constitue la grande majorit de la masse dune galaxie. Les nouveaux rsultats sont les mesures de ce rassemblement les plus prcises jamais ralises pour ce type de galaxies.

Les galaxies sont si loignes quil a fallu environ dix milliards dannes leur lumire pour nous atteindre, nous les voyons donc telles quelles taient il y a environ dix milliards dannes [2]. Sur ces clichs de lUnivers primordial, les galaxies sont en train de produire le type de formation stellaire le plus intense connu ce jour, appel en anglais Starburst pour exprimer limportance de la vague de formation dنtoiles.

En mesurant la masse des halos de matire noire autour des galaxies et en utilisant des simulations numriques pour tudier comment ces halos grossissent dans le temps, les astronomes ont trouv que ces galaxies distantes au taux de formation dنtoiles exceptionnellement grand (les starburst galaxies) dans lUnivers primordial deviennent finalement des galaxies elliptiques gantes les galaxies les plus massives de lUnivers d'aujourdhui.

Cest la premire fois que nous sommes capables de montrer ce lien trs clair entre les galaxies ayant les plus grands taux de formation stellaire de lUnivers primordial et les galaxies les plus massives visibles actuellement, explique Ryan Hickox (Dartmouth College, USA et Durham University, Royaume-Uni), le scientifique responsable de lنquipe.

De plus, ces nouvelles observations indiquent que les vagues de formations stellaires intenses dans ces galaxies lointaines ne durent que 100 millions dannes une priode trs courte lنchelle cosmique mais dans cette brve priode, elles sont capables de doubler le nombre dنtoiles des galaxies. Larrt soudain de cette croissance rapide est un autre pisode de lhistoire des galaxies que les astronomes nont pas encore totalement compris.

Nous savons que les galaxies elliptiques massives ont arrt il y a trs longtemps de former des toiles de manire plutt soudaine et quelles sont maintenant passives. Et, les scientifiques se demandent ce qui pourrait tre suffisamment puissant pour arrter de manire dfinitive ces importantes vagues de formation dنtoiles dans une galaxie tout entire, prcise Julie Wardlow (University of California at Irvine, USA et Durham University, Royaume Uni), un des membres de lنquipe.

Les rsultats de cette quipe apportent une explication possible : A ce stade de lhistoire de lUnivers, les galaxies fort taux de formation dنtoiles sont rassembles dune manire trs similaire aux quasars, indiquant quelles se trouvent dans les mmes halos de matire noire. Les quasars sont parmi les objets les plus nergtiques de lUnivers des phares galactiques qui mettent dintenses rayonnements, aliments par des trous noirs supermassifs en leur centre.

Il y a de plus en plus dindices qui suggrent quune dintense formation dنtoiles alimente aussi le quasar en fournissant une quantit norme de matire au trou noir central. Le quasar met alors son tour de puissants sursauts dنnergie qui, daprs ce que lon pense, chassent le gaz restant dans la galaxie la matire premire pour les nouvelles toiles stoppant ainsi effectivement entirement la phase de formation stellaire.

En bref, les jours de gloire de la formation stellaire intense des galaxies les condamnent galement en alimentant les trous noirs gants quelles hbergent en leur centre. Trous noirs qui vont rapidement expulser ou dtruire les nuages de formation stellaire, explique David Alexander (Durham University, Royaume-Uni), un des membres de lنquipe.

Notes

[1] Le tlescope de 12 mtres de diamtre APEX est situ sur le plateau de Chajnantor, sur les contreforts des Andes Chiliennes. APEX ouvre la voie ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un nouveau tlescope rvolutionnaire que l'ESO, avec ses partenaires internationaux, est en train de construire et dexploiter sur le plateau de Chajnantor. APEX est bas sur une antenne unique prototype de celle construite pour le projet ALMA. Les deux tlescopes sont complmentaires: par exemple, APEX peut trouver de nombreuses cibles sur des zones trs larges du ciel, quALMA pourra tudier de manire beaucoup plus dtaille. APEX est une collaboration entre le Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), lOnsala Space Observatory (OSO) et lESO.

[2] Ces galaxies lointaines sont connues en tant que galaxies submillimtriques. Ce sont des galaxies trs lumineuses dans lUnivers distant dans lesquelles a lieu une intense formation dنtoiles. Du fait de leur loignement extrme, leur lumire infrarouge provenant des grains de poussire chauffs par la lumire des toiles est dcale vers le rouge dans les plus grandes longueurs donde, et les galaxies poussireuses sont par consquent mieux observes dans les longueurs donde submillimtriques.

Plus d'informations

Cette recherche est prsente dans un article publi dans lنdition du 26 janvier 2012 du journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Lنquipe est compose de Ryan C. Hickox (Dartmouth College, Hanover, USA; Department of Physics, Durham University (DU); STFC Postdoctoral Fellow, Royaume-Uni), J. L. Wardlow (Department of Physics & Astronomy, University of California at Irvine, USA; Department of Physics, DU, Royaume Uni), Ian Smail (Institute for Computational Cosmology, DU, Royaume-Uni), A. D. Myers (Department of Physics and Astronomy, University of Wyoming, USA), D. M. Alexander (Department of Physics, DU, Royaume-Uni), A. M. Swinbank (Institute for Computational Cosmology, DU, Royaume-Uni), A. L. R. Danielson (Institute for Computational Cosmology, DU, Royaume Uni), J. P. Stott (Department of Physics, DU, Royaume Uni), S. C. Chapman (Institute of Astronomy, Cambridge, UK), K. E. K. Coppin (Department of Physics, McGill University, Canada), J. S. Dunlop (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royaume-Uni), E. Gawiser (Department of Physics and Astronomy, The State University of New Jersey, USA), D. Lutz (Max-Planck-Institut fr extraterrestrische Physik, Allemagne), P. van der Werf (Leiden Observatory, Leiden University, Pays-Bas), A. Wei (Max-Planck-Institut fr Radioastronomie, Allemagne).

Lanne 2012 marque le 50e anniversaire de la fondation de l'Observatoire Europen Austral (ESO). LESO est la premire organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brsil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la Rpublique Tchque, le Royaume-Uni, la Sude et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants quipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes dcouvertes scientifiques. L'ESO joue galement un rle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopration dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gre trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. Paranal, l'ESO exploite le VLT Very Large Telescope , l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avanc au monde et deux tlescopes ddis aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand tlescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope est le plus grand tlescope conu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumire visible. L'ESO est le partenaire europen d'ALMA, un tlescope astronomique rvolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de ralisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la ralisation d'un tlescope europen gant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 40 mtres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera l'il le plus grand au monde tourn vers le ciel.

ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un quipement international pour lastronomie est le fruit dun partenariat entre lEurope, lAmrique du Nord et lAsie de lEst en coopration avec la Rpublique du Chili. La construction et la gestion d'ALMA sont diriges par l'ESO pour l'Europe, par le National Radio Astronomy Observatory (NRAO)pour l'Amrique du Nord et par le National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) pour lAsie de lEst. LObservatoire commun ALMA (JAO pour Joint ALMA Observatory) apporte un leadership et un management unifis pour la construction, la mise en service et lexploitation dALMA.

Liens

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Email: eson-belgium@eso.org

Ryan Hickox
Dartmouth College
Hanover, New Hampshire, USA
Tel: +1 603 646 2962
Email: ryan.c.hickox@dartmouth.edu

Douglas Pierce-Price
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Ce texte est une traduction du communiqu de presse de l'ESO eso1206.
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A propos du communiqu de presse

Communiqu de presse N:eso1206fr-be
Nom:Galaxies
Type:Early Universe : Cosmology : Morphology : Deep Field
Facility:Atacama Pathfinder Experiment,Spitzer Space Telescope,Very Large Telescope
Science data:2012MNRAS.421..284H

Images

Distant star-forming galaxies in the early Universe
Distant star-forming galaxies in the early Universe
Seulement en anglais
The position of the Extended Chandra Deep Field South in the constellation of Fornax
The position of the Extended Chandra Deep Field South in the constellation of Fornax
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Vidos

Distant star-forming galaxies in the early Universe (zoom)
Distant star-forming galaxies in the early Universe (zoom)
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Distant star-forming galaxies in the early Universe (pan)
Distant star-forming galaxies in the early Universe (pan)
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