Pour la gauche, l’une des galaxies ultra-diffuses qui a été examinée dans la simulation. A droite, l’image de la galaxie DF2, qui est presque transparente. Pointage de crédit : ESA/Hubble
L’astronome de l’UC Riverside et ses collègues utilisent des simulations pour révéler la façon dont les petites galaxies très faibles sont créées.
Comme leur nom l’indique, les galaxies ultradiffuses, ou UDG, sont des galaxies naines dont les étoiles sont généralement réparties sur une vaste région, ce qui entraîne un éclairage de surface incroyablement faible, ce qui les rend très difficiles à détecter. Plusieurs questions sur les UDG restent sans réponse : Comment ces nains se révèlent-ils si étendus ? Leurs halos sombres – les halos particuliers de matière invisible entourant les galaxies particulières – sont-ils généralement particuliers ?
Aujourd’hui, une équipe mondiale d’astronomes, co-dirigée par Laura Sales, astronome à l’Université associée à la Californie, Riverside, passe en revue dans Astronomie de la nature qu’il propose a utilisé des simulations sophistiquées pour détecter certains UDG « éteints » dans des environnements à faible densité au sein de l’univers. Une galaxie éteinte est une galaxie qui ne formera pas d’étoiles.
“Ce que nous avons découvert est en contradiction avec les théories de la formation de l’univers, car les nains éteints sont nécessaires pour maintenir des amas ou des environnements d’équipe afin d’éliminer leur gaz particulier et d’empêcher la formation d’étoiles”, a déclaré Sales, professeur co-employé de physique et astronomie. « Mais les UDG éteints que nous avons détectés sont généralement isolés. Nous avons pu identifier quelques-uns de ces UDG trempés sur le terrain et retracer leur progression dans le temps pour montrer qu’ils provenaient d’orbites de dosseret. ”
L’image montre la chute de l’univers ultradiffus bleu dans un programme galactique et sa disposition ultérieure en tant que galaxie ultradiffuse rouge (ayant actuellement perdu son gaz). Crédit : Vanina Rodriguez
Ici, “sur le terrain” fait référence à des galaxies éloignées dans des conditions plus calmes et non dans une atmosphère d’équipe ou d’amas. Sales a expliqué que la galaxie du dosseret est certainement un objet qui ressemble à un univers isolé aujourd’hui, mais qu’autrefois c’était un satellite du programme le plus massif – semblable à la comète, qui nomme régulièrement notre soleil, mais passe la majorité de son voyage dans l’isolement, loin de la majorité du système solaire.
“Les galaxies isolées et les galaxies satellites ont des propriétés différentes car la physique de leur développement est assez différente”, a-t-elle déclaré. «Ces galaxies de backsplash sont généralement intrigantes car elles parlent de propriétés avec les personnes des satellites au sein du système auquel ces personnes appartenaient autrefois, mais aujourd’hui, on remarque qu’elles sont isolées à travers le système. ”
Les galaxies naines sont généralement de petites galaxies qui contiennent de 100 mil à quelques milliards de célébrités. En revanche, le Méthode lactée fournit 200 milliards afin de 400 milliards de célébrités. Alors que toutes les UDG sont des galaxies naines, toutes les galaxies naines ne sont pas des UDG. Par exemple, à luminosité similaire, les naines présentent une gamme de dimensions extrêmement large, allant du compact au diffus. Les UDG seraient la queue de la plupart des objets étendus dans une luminosité donnée. L’UDG a le contenu exceptionnel d’une petite galaxie, 10 à 100 situations plus petites que la Voie lactée. Mais ses dimensions sont comparables à celles de la Voie lactée, ce qui lui confère un éclairage de surface essentiellement faible qui la rend spéciale.
L’animation affiche une rotation autour de l’une des galaxies ultradiffuses simulées dans TNG50. Le rouge indique les célébrités et les nuances bleu/blanc indiquent la teneur en essence. Crédit : José Benavides
Sales a expliqué comment le halo de matière noire d’un univers nain a une masse au moins 10 fois plus petite que la méthode lactée, et que la taille de la balance est similaire. Les UDG, néanmoins, brisent cette ligne directrice et montrent une extension radiale comparable à celles de galaxies beaucoup plus grandes.
“L’une des théories bien connues pour expliquer cela était que les UDG sont généralement des” méthodes lactées ratées “, ce qui signifie qu’elles étaient destinées à être des galaxies comme notre propre Voie lactée mais que pour une raison quelconque, elles n’ont pas réussi à former des superstars “, a déclaré José A. Benavides, l’étudiant diplômé de l’Institut d’astronomie théorique et expérimentale en Argentine ainsi que le premier auteur du document de recherche. « Nous savons maintenant que cela ne peut pas expliquer la plupart des UDG. Ainsi, des modèles théoriques se développent où plus d’un mécanisme de développement peut être en mesure de saisir ces éléments ultradiffus. ”
Basé sur les ventes, la valeur du travail le plus récent est double. Premièrement, la simulation utilisée par les experts, appelée TNG50, a efficacement prédit les UDG ainsi que des caractéristiques similaires aux UDG remarquées. Deuxièmement, les chercheurs ont découvert plusieurs rares UDG trempés pour lesquels ils n’ont tout simplement aucun mécanisme de formation.
“En utilisant TNG50 comme une” machine à remonter le temps “pour découvrir comment les UDG sont arrivés là où ils sont, nous avons tous découvert que ces objets étaient des satellites plusieurs milliards d’années auparavant, mais ont été placés sur une orbite très elliptique et ont l’air éloignés aujourd’hui. ” dit la fille.
Les chercheurs en particulier examinent également que, selon leurs propres simulations, les UDG trempés peuvent généralement constituer 25% d’une population ultradiffuse de galaxies. Dans les observations, néanmoins, ce pourcentage est beaucoup plus petit.
“Cela signifie que beaucoup de petites galaxies qui se cachent la nuit peuvent être restées inconnues de nos télescopes”, a déclaré Sales. «Nous espérons que nos résultats inspireront de toutes nouvelles stratégies pour étudier l’univers particulier à faible luminosité, ce qui pourrait permettre un recensement complet de cette population associée aux galaxies naines. ”
L’étude peut être la première à résoudre la myriade particulière d’environnements – des nains isolés aux nains au sein de groupes et de groupements – nécessaires pour identifier les UDG, et avec une résolution suffisamment élevée pour étudier leur propre morphologie et construction.
Ensuite, l’équipe d’étude poursuivra son étude associée aux UDG dans les simulations TNG50 pour mieux découvrir pourquoi ces galaxies sont incroyablement étendues par rapport à d’autres galaxies naines utilisant le même contenu stellaire. Les chercheurs utilisent le télescope Keck à Hawaï, probablement les télescopes les plus puissants de la planète, pour mesurer la teneur en matière sombre associée aux UDG dans l’amas de la Vierge, l’amas de galaxies le plus proche de la Terre.
“Les futurs télescopes, tels que le Huge Synoptic Survey Telescope ou le Roman Area Telescope, seront mis en service dans les cinq à dix prochaines années avec la capacité de détecter plus de ces UDG intrigants”, a déclaré Sales.
Référence : « Galaxies ultra-diffuses au repos lors d’un appel provenant d’orbites de backsplash » par José The. Benavides, Laura Sixth est v. Sales, Mario. Gary le gars du gadget. Abadi, Annalisa Pillepich, Dylan Nelson, Federico Marinacci, Michael Cooper, Ruediger Pakmor, John Torrey, Mark Vogelsberger et Lars Hernquist, 6 septembre 2021, Astronomie des personnages .
DOI : dix. 1038/s41550-021-01458-1
L’étude a été financée en partie par un prix PROFESSION de la National Science Foundation et un Nasa Subvention du programme de concept d’astrophysique en vue des ventes.
Les ventes de produits et Benavides avaient été rejoints dans l’étude par Mario. Gary le gars du gadget. Abadi de l’Université nationale de Córdoba en Argentine ; Annalisa Pillepich de l’Institut Max-Planck d’astronomie en Allemagne ; Dylan Nelson du Start for Theoretical Astrophysics en Allemagne ; Federico Marinacci du Collège de Bologne en Italie ; Michael Cooper de UC Irvine; Ruediger Pakmor de l’Institut Max-Planck conçu pour l’astrophysique en Indonésie ; Paul Torrey de la Collège de Floride ; Mark Vogelsberger du Massachusetts Institute associé à la technologie ; et Lars Hernquist du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics dans le Massachusetts.
