Des astronomes du Royaume-Uni annoncent aujourd’hui avoir établi comment des galaxies comme notre propre Voie lactée se sont formées sur 10 milliards d’années de temps cosmique grâce à une abondance de galaxies séparées entrant en collision.
Les galaxies sont les plus grands objets uniques de l’univers, et l’origine de leur formation est une question très ancienne sans aucune réponse évidente. Une importante étude soumise cette semaine à l’American Astronomical Society Le Journal Astrophysique a apporté une solution à ce problème.
Les astronomes dirigés par le professeur d’astronomie extragalactique Christopher Conselice à l’Université de Manchester, ont maintenant établi que cet effet de fusion est l’un des processus dominants par lesquels les galaxies se forment.
Ces chercheurs ont conclu cette étude de plusieurs décennies sur les galaxies et leur formation au cours des 10 derniers milliards d’années, révélant que ces fusions de galaxies sont l’une des méthodes les plus importantes pour former des galaxies. La galaxie massive moyenne des 10 derniers milliards d’années subira environ 3 fusions avec d’autres galaxies, ce qui fera plus que doubler sa masse. Cette étude a ainsi montré que les fusions sont un moyen très efficace pour la formation des galaxies.
« Cela suggère également que notre propre galaxie de la Voie lactée a probablement subi au moins une de ces fusions importantes au cours de son histoire, ce qui a radicalement changé sa forme et son histoire de formation », a déclaré le professeur Conselice. « Les fusions, telles que celles de cette étude, déclenchent la formation d’étoiles, qui peuvent être à l’origine de la formation des étoiles, y compris notre propre Soleil, et alimentent la matière qui fait pousser les trous noirs centraux. »
Les galaxies de l’univers proche sont de toutes formes et de toutes tailles. Certains d’entre eux, y compris le nôtre, sont très massifs avec plus d’un billion d’étoiles et un motif en spirale. D’autres sont d’énormes collections d’étoiles avec une structure sphéroïdale ou ellipsoïdale sans motifs particuliers. L’histoire de ces énormes systèmes est en grande partie inconnue.
Une manière possible par laquelle les galaxies peuvent croître en masse est lorsque deux galaxies se fracassent pour former une toute nouvelle galaxie, un processus connu sous le nom de fusion. Les fusions de galaxies sont connues depuis plus d’un demi-siècle, mais leur rôle dans la façon dont nous obtenons les galaxies massives que nous voyons aujourd’hui a toujours été un énorme mystère et une question fondamentale en cosmologie. Bien qu’il s’agisse d’une idée théorique préférée, nous ne pouvions auparavant que deviner comment le processus s’est réellement produit.
Le résultat de cette étude provient d’une recherche en arrière de 10 milliards d’années pour les galaxies à proximité, ou celles qui sont en « paires ». Ces galaxies proches finiront par fusionner pour former un nouveau système au cours d’un milliard d’années. En capturant ces galaxies dans le processus de fusion, cette étude a déterminé l’histoire de la fusion, et donc l’histoire de la formation des galaxies dans l’univers. Avant cette étude, seules des estimations théoriques étaient disponibles. Cette étude est une mesure directe de ce processus.
Conselice a déclaré qu ‘ »en raison du nombre total de galaxies dans l’univers, au cours des 10 derniers milliards d’années, environ 2 billions de ces événements de fusion se seraient produits. Beaucoup de ces événements seront détectables avec les prochaines expériences d’ondes gravitationnelles car ce sont les plus des événements communs de coalescence massive se produisent dans l’univers. »
Cette histoire auparavant inconnue nous permet maintenant de comprendre les galaxies d’une manière que nous n’avions pas auparavant. Les travaux futurs de cette équipe et d’autres révéleront les implications de cette découverte pour comprendre le développement de nouvelles étoiles et de trous noirs dans les galaxies au cours de cette époque cosmique.
Leonardo Ferreira et al, Une approche d’apprentissage en profondeur basée sur la simulation pour séparer les fusions et les galaxies de formation d’étoiles : les histoires de formation des galaxies agglomérées dans tous les champs CANDELS, Le Journal Astrophysique (2022). DOI : 10.3847/1538-4357/ac66ea