Le gaz atomique est le matériau de base à partir duquel toutes les galaxies sont formées. L’évolution des galaxies est principalement une procédure d’accrétion de gaz atomique à partir du milieu intergalactique, puis de sa conversion en étoiles.
Pour cette raison, l’observation et l’exploration du gaz atomique dans et autour des galaxies sont cruciales pour l’étude des modèles de formation et d’évolution des galaxies. La méthode la plus directe d’exploration des gaz atomiques consiste à observer l’émission de lignes de structure fine de 21 cm d’hydrogène atomique dans la bande des ondes radio.
Récemment, à l’aide du récepteur à 19 faisceaux du télescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST), une équipe internationale dirigée par Xu Cong, un chercheur des observatoires astronomiques nationaux de l’Académie chinoise des sciences (NAOC), a effectué des observations cartographiques profondes. d’une raie d’émission de 21 cm dans une région autour du célèbre groupe compact de galaxies « le quintette de Stephan » et a découvert une très grande structure de gaz atomique d’une longueur d’environ 2 millions d’années-lumière (environ 20 fois la taille de la Voie lactée).
Leurs conclusions ont été publiées dans La nature le 19 octobre.
FAST est actuellement le radiotélescope à parabole unique le plus grand et le plus sensible au monde, et son récepteur à 19 faisceaux est le plus grand réseau d’alimentation multifaisceaux en bande L pour les observations linéaires de 21 cm. La mise en service complète du récepteur FAST à 19 faisceaux a ouvert une nouvelle fenêtre sur les gaz atomiques dans l’univers, en particulier pour les gaz diffus de faible densité loin des galaxies.
« Il s’agit de la plus grande structure de gaz atomique jamais trouvée autour d’un groupe de galaxies », a déclaré Xu. Les observations ont atteint une sensibilité de 1σ=4,2×1016 cm-2 par canal (Δv=20 km s-1 ; résolution angulaire=4′), ce qui en fait actuellement les observations les plus sensibles de l’émission de la raie de 21 cm d’hydrogène atomique à ce niveau. résolution angulaire.
Depuis sa découverte par l’astronome français Edouard Stephan en 1877, le Quintette de Stephan n’a cessé de révéler des énigmes liées au réseau complexe d’interactions galaxie-galaxie et galaxie-milieu intragroupe dans le groupe.
Les nouvelles observations montrent que le gaz à grande échelle, diffus et de faible densité (avec une identité de colonne inférieure à 1018 cm-2) existe loin du centre du groupe, et il est probable que le gaz soit là depuis environ 1 giga années. Les observations remettent en question la théorie actuelle de la formation/évolution des groupes de galaxies car il n’est pas clair comment le gaz atomique à faible densité peut survivre à l’ionisation par le fond UV intergalactique sur une si longue échelle de temps.
CK Xu et al, Une structure H i de 0,6 Mpc associée au Quintette de Stephan, La nature (2022). DOI : 10.1038/s41586-022-05206-x