Les Galaxies Naines Solitaires: Rouge contre Bleu
Les Galaxies Naines Solitaires.Les résultats donnent un modèle pour trouver de tels systèmes dans les zones les plus calmes et les plus vides de l’espace lointain. a blueprint for finding such systems in deep space’s quieter, emptier areas.
Les Galaxies Naines Solitaires
Par définition, les galaxies naines sont minuscules et sombres, avec seulement une fraction des célébrités découvertes dans la galaxie et dans diverses autres galaxies. Il existe néanmoins des géantes parmi les naines : les galaxies ultra-diffuses, ou UDG, sont des systèmes nains qui contiennent relativement peu d’étoiles, mais se réparties sur de vastes zones. Puisqu’ils sont si diffus, ces systèmes sont difficiles à détecter, bien que la plupart aient en fait été situés dans des amas de galaxies plus géantes et plus brillantes.
Les études des UDG «satiés»
À l’heure actuelle, des astronomes du MIT, de l’Université de Californie à Riverside et d’autres endroits ont utilisé des simulations détaillées pour trouver des UDG «satiés» – une sorte de galaxie naine peu commune qui a cessé de produire des étoiles. Ils ont déterminé le nombre de tels systèmes dans leurs simulations et ont découvert que les galaxies n’étaient pas en amas, mais plutôt bannies dans des espaces vides – des zones calmes et presque vides de l’univers.
Cet isolement brise les prédictions des astronomes sur la façon dont les UDG devraient être rassasiés. Ainsi, l’équipe a utilisé les mêmes simulations pour rembobiner l’évolution des systèmes nains et voir précisément comment ils se sont produits.
Les scientifiques ont découvert que les UDG trempés s’étaient probablement fusionnés dans des halos du problème sombre avec une énergie angulaire anormalement élevée. Comme un fabricant de soin dentaire, cette atmosphère sévère a peut-être entraîné des galaxies naines qui étaient anormalement étirées.
Les amas de galaxies
Ces UDG ont ensuite avancé dans les amas de galaxies, comme la majorité des UDG, mais les interactions au sein de la collection ont très probablement expulsé les tours dans l’espace lointain, leur donnant de vastes trajectoires de type boomerang appelées orbites de « backsplash ». Ce faisant, le gaz des galaxies a été dépouillé, laissant les galaxies « apaisées » et incapables de créer de nouvelles étoiles.
Les simulations ont révélé que ces UDG devraient être plus typiques que ce qui s’observé. Les chercheurs disent que leurs résultats, publiés aujourd’hui dans Nature Astronomy, fournissent un plan aux astronomes pour partir à la recherche de ces géants nains dans les espaces lointains de l’espace.
« Nous nous efforçons toujours d’obtenir un consensus total sur les galaxies que nous avons dans l’espace lointain », explique Mark Vogelsberger, professeur agrégé de physique au MIT. « Cette étude de recherche ajoute une toute nouvelle population de galaxies que la simulation anticipe. De plus, nous devons maintenant essayer de les trouver dans l’univers réel.
Vogelsberger a codirigé l’étude avec Laura Sales de UC Riverside et José A. Benavides de l’Institut d’astronomie théorique et expérimentale en Argentine.
Rouge contre bleu
La recherche du groupe d’UDG rassasiés a commencé par une simple étude des satellites UDG – des systèmes ultra-diffus qui résident en dehors des amas de galaxies. Les astronomes prévoient que les UDG au sein des amas devraient être apaisés, car ils seraient sans aucun doute entourés d’autres galaxies qui effaceraient le gaz déjà diffus de l’UDG et arrêteraient la production de célébrités. Les UDG rassasiés dans les collections devraient, après cela, être principalement composés de vieilles étoiles et également apparaître en rouge dans l’ombre.
Si les UDG existent en plein air, ils devraient continuer à produire des célébrités dans le vide, car il n’y aurait pas de gaz complet provenant de diverses autres galaxies pour les rassasier. En conséquence, les UDG dans l’espace lointain devraient être riches en nouvelles célébrités et également apparaître en bleu.
Lorsque le groupe a vérifié les découvertes précédentes de satellites UDG en dehors des collections, la plupart étaient bleus comme prévu, mais quelques-uns étaient rouges. « C’est ce qui a retenu notre attention », affirme Sales. « De même que nous avons pensé : « Qu’est-ce qu’ils font là ? Comment se sont-ils développés exactement ? Il n’y avait pas de bonne explication.
Cube stellaire
Pour en trouver un, les chercheurs ont recherché TNG50, une simulation cosmologique approfondie du développement des galaxies; créée par Vogelsberger et d’autres au MIT et ailleurs. La simulation fonctionne sur certains des supercalculateurs les plus efficaces au monde. Il est conçue pour faire évoluer un grand volume d’espace lointain. Des problèmes ressemblant à ceux qui ont suivi le Big Bang jusqu’à nos jours.
La simulation consiste sur les principes fondamentaux de la physique et les interactions complexes entre la matière et le gaz.
Ses résultats s’affichaient dans de nombreuses situations; pour être en accord avec ce que les astronomes ont observé dans le cosmos réel. TNG50 donc s’utilisé pour une conception précise pour savoir comment et où plein sortes de galaxies avancent dans le temps.
La simulation
Dans leur toute nouvelle étude, Vogelsberger, Sales et Benavides ont d’abord utilisé le TNG50 pour voir s’ils pouvaient repérer les UDG soulagés en dehors des collections de galaxies. Ils ont commencé avec un cube du cosmos primitif déterminant environ 150 millions d’années; lumière de vaste et ont fait avancer la simulation, en passant par le jour ici et maintenant. Ensuite, ils ont examiné la simulation, en particulier pour les UDG dans les lacunes et ont localisé un grand nombre de ceux qu’ils ont détectés étaient bleus, comme prévu. Cependant, un nombre surprenant – environ 25 pour cent – étaient rouges ou éteints.
Ils se sont concentrés sur ces naines satellites rouges. Et ont utilisé la même simulation, ce moment comme une sorte de dispositif temporel pour voir comment; quand et d’où venaient ces galaxies. Ils ont découvert que les systèmes faisaient initialement partie de clusters. Mais qu’ils étaient en quelque sorte projetés dans l’espace lointain, sur une machine beaucoup plus elliptique, en orbite « backsplash ».
« Ces orbites sont pratiquement comme celles des comètes de notre système solaire ». Déclare Sales. « Certains partent et reviennent en orbite, et d’autres peuvent se retrouver une fois et plus jamais. Pour les UDG apaisés, puisque leurs orbites sont assez elliptiques; ils n’ont pas eu le temps de se retrouver, même sur tout l’âge de l’univers. Ils sont toujours disponibles sur le terrain.
La couleur rouge des UDG
Les simulations ont en outre montré que la couleur rouge des UDG apaisés provenait de leur éjection. Une procédure terrible qui a éliminé le gaz de formation d’étoiles des galaxies, le laissant soulagé et également rouge. En remontant encore plus loin dans le temps, l’équipe a observé que les systèmes distants, provenaient de halos d’émission sombre; où le gaz s’intègre dans les disques galactiques. Cependant, aussi pour les UDG soulagés, les halos semblaient tourner plus vite que les galaxies normales; générant des galaxies étendues et ultra-diffuses.
Étant donné que les scientifiques ont meilleure compréhension de l’endroit et de la manière dont les UDG éteints sont apparus. Ils espèrent que les astronomes pourront utiliser leurs résultats pour régler les télescopes, afin de déterminer davantage d’ombres rouges séparées; que les simulations recommandent de rôder en nombre plus important que ce que les astronomes ont identifié jusqu’à présent.
Les Galaxies Naines Solitaires. « Il est assez choquant que les simulations puissent produire tous ces petits objets », déclare Vogelsberger. “Nous prédisons qu’il devrait y avoir encore plus de ce genre de Galaxies Naines Solitaires là-bas. Cela rend notre travail assez incroyable.
Publié à l’origine sur Scitechdaily.com. Lire l’article d’origine.
Référence: “Quiescent ultra-diffuse galaxies in the field originating from backsplash orbits” by José A. Benavides, Laura V. Sales, Mario. G. Abadi, Annalisa Pillepich; Dylan Nelson, Federico Marinacci, Michael Cooper, Ruediger Pakmor, Paul Torrey, Mark Vogelsberger and Lars Hernquist, 6 September 2021, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-021-01458-1
