- Les galaxies échangent de la matière avec leur environnement extérieur grâce aux vents galactiques.
- Les MUSE instrument de la Très grand télescope a, pour la toute première fois, cartographié le vent galactique qui anime ces échanges entre galaxies et nébuleuses.
- Cette observation a permis de détecter une partie de la matière manquante de l’Univers.
Les galaxies peuvent recevoir et échanger de la matière avec leur environnement extérieur grâce aux vents galactiques créés par les explosions stellaires. Grâce à l’instrument MUSE[1] du Très Grand Télescope au CETTE, une équipe de recherche internationale, dirigée côté français par le CNRS et l’Université Claude Bernard Lyon,[1,2] a cartographié un vent galactique pour la première fois. Ce constat unique, détaillé dans une étude publiée dans MNRAS le 16 septembre 2021, a permis de révéler où se trouve une partie de la matière manquante de l’Univers et d’observer la formation d’une nébuleuse autour d’une galaxie.
Les galaxies sont comme des îles d’étoiles dans l’Univers, et possèdent de la matière ordinaire ou baryonique, constituée d’éléments du tableau périodique, ainsi que de la matière noire, dont la composition reste inconnue. L’un des problèmes majeurs dans la compréhension de la formation des galaxies est qu’environ 80% des baryons[3] qui composent la matière normale des galaxies est manquant. Selon les modèles, ils ont été expulsés des galaxies vers l’espace intergalactique par les vents galactiques créés par les explosions stellaires.
Observation d’une partie de l’Univers grâce à MUSE A gauche : Démarcation du quasar et de la galaxie étudiée ici, Gal1. Au centre : Nébuleuse constituée de magnésium représentée avec une échelle de taille À droite : superposition de la nébuleuse et de la galaxie Gal1. Crédit : © Johannes Zabl
Une équipe internationale,[4] menés côté français par des chercheurs du CNRS et de l’Université Claude Bernard Lyon 1, ont utilisé avec succès l’instrument MUSE pour générer une carte détaillée du vent galactique entraînant les échanges entre une jeune galaxie en formation et une nébuleuse (un nuage de gaz et poussière interstellaire).
L’équipe a choisi d’observer la galaxie Gal1 en raison de la proximité d’un quasar, qui a servi de « phare » aux scientifiques en les guidant vers la zone d’étude. Ils ont également prévu d’observer une nébuleuse autour de cette galaxie, bien que le succès de cette observation ait été initialement incertain, car la luminosité de la nébuleuse était inconnue.
Le positionnement parfait de la galaxie et du quasar, ainsi que la découverte des échanges gazeux dus aux vents galactiques, ont permis de dresser une carte unique. Cela a permis la première observation d’une nébuleuse en formation qui émet et absorbe simultanément du magnésium – certains des baryons manquants de l’Univers – avec la galaxie Gal1.
Ce type de nébuleuse de matière normale est connue dans l’Univers proche, mais leur existence pour de jeunes galaxies en formation n’avait été que supposée.
Les scientifiques ont ainsi découvert certains des baryons manquants de l’Univers, confirmant ainsi que 80 à 90 % de la matière normale se trouve en dehors des galaxies, une observation qui permettra d’élargir les modèles d’évolution des galaxies.
Remarques
- MUSE, which stands for Multi Unit Spectroscopic Explorer, is a 3D spectrograph designed to explore the distant Universe. The Centre de recherché astrophysique de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard-Lyon 1/ENS de Lyon) led its construction.
- Researchers from the Centre de recherché astrophysique de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon), the Galaxies, étoiles, physique, instrumentation laboratory (CNRS/Observatoire de Paris – PSL), and the Institut de recherché en astrophysique et planétologie (CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier/CNES) participated in the project.
- Les baryons sont des particules constituées de trois quarks, tels que les protons et les neutrons. Ils constituent les atomes et les molécules ainsi que toutes les structures visibles dans l’Univers observable (étoiles, galaxies, amas de galaxies, etc.). Les baryons « manquants », qui n’avaient jamais été observés auparavant, doivent être distingués de la matière noire, qui est constituée de matière non baryonique de nature inconnue.
- Y compris des scientifiques de l’Université Saint Mary’s au Canada, de l’Institut d’astrophysique de l’Université de Potsdam en Allemagne, de l’Université de Leiden aux Pays-Bas, de l’Université de Genève et de l’École polytechnique fédérale de Zurich, du Centre interuniversitaire d’astronomie et d’astrophysique de l’Inde et l’Université de Porto au Portugal.
Référence : « Muse GAs FLOW and Wind (MEGAFLOW) VIII. Découverte d’un halo d’émission Mgii sondé par une ligne de visée de quasar » par Johannes Zabl, Nicolas F Bouché, Lutz Wisotzki, Joop Schaye, Floriane Leclercq, Thibault Garel, Martin Wendt, Ilane Schroetter, Sowgat Muzahid, Sebastiano Cantalupo, Thierry Contini, Roland Bacon, Jarle Brinchmann et Johan Richard, le 28 juillet 2021, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
DOI : 10.1093/mnras/stab2165
