Le nuage orphelin est la partie bleue en forme de parapluie de cette image, qui est codée par couleur pour montrer la partie radiographique du nuage en bleu, le gaz chaud en rouge et la région visible en blanc. Crédit : Ge et al (2021)
Un nuage isolé scientifiquement mystérieux plus grand que le voie Lactée a été découvert par une équipe de recherche de l’Université de l’Alabama à Huntsville (UAH) dans un “no man’s land” pour les galaxies.
Le soi-disant nuage orphelin ou solitaire est plein de gaz chaud avec des températures de 10 000 à 10 000 000 degrés Kelvin (K) et une masse totale 10 milliards de fois la masse du soleil. Cela la rend plus grande que la masse des petites galaxies.
Le nuage a été découvert à Abell 1367 par un groupe dirigé par le Dr Ming Sun, professeur agrégé de physique à l’UAH, qui fait partie du système de l’Université de l’Alabama. Aussi appelé amas du Lion, A1367 contient environ 70 galaxies et est situé à environ 300 millions d’années-lumière de la Terre.
Le document de recherche a été dirigé par le chercheur postdoctoral UAH du Dr Ming, le Dr Chong Ge, et le deuxième auteur est également son chercheur postdoctoral, le Dr Rongxin Luo. Le Dr Sun est le troisième auteur et l’auteur correspondant. L’article comprend également Tim Edge (MS, physique, 2019), qui travaille maintenant chez Dynetics Inc.
Le nuage a été trouvé à l’aide de la mission multi-miroirs à rayons X de l’Agence spatiale européenne (ESA) (XMM-Newton), le télescope à rayons X phare de l’Europe. Le nuage a également été observé avec l’Observatoire européen austral Très grand télescope/Explorateur spectroscopique multi-unités (VLT/MUSE) et le télescope optique phare du Japon, Subaru.
« C’est une découverte passionnante et aussi surprenante. Cela démontre que de nouvelles surprises sont toujours là en astronomie, en tant que la plus ancienne des sciences naturelles. » dit le Dr Sun. “Apparemment, l’ESA est d’accord car notre découverte a été sélectionnée comme une publication d’image de l’ESA, ce qui a été très sélectif.”
XMM a pris l’image radiographique du nuage et les images optiques ont été prises par VLT/MUSE et Subaru. À l’exception des images Subaru, le Dr Sun est le chercheur principal pour les données XMM et VLT/MUSE.
« Le nuage a été découvert par hasard dans nos données XMM », explique le Dr Sun. « Les données optiques proviennent de nos données VLT/MUSE et confirment que le cloud est situé dans le cluster. »
Le nuage a été découvert dans un amas de galaxies où des milliers de galaxies sont liées entre elles par un gaz chaud ténu avec des températures d’environ 100 000 000 K existant entre elles, explique le Dr Sun.
“Cependant, le nuage n’est associé à aucune galaxie et se trouve dans un” pays sans galaxie “”, dit-il, ajoutant que le nuage provenait très probablement d’une grande galaxie inconnue de l’amas.
“Le gaz dans le nuage est éliminé par la pression dynamique du gaz chaud dans l’amas, lorsque la galaxie hôte monte en flèche dans le gaz chaud à une vitesse de 1 000 à 2 000 kilomètres par seconde.”
C’est environ 50 fois plus rapide que la vitesse orbitale de la Terre autour du soleil. Ce niveau de force à l’œuvre peut arracher le milieu interstellaire d’une galaxie, et dans ce cas, les chercheurs ont découvert que la température du nuage est compatible avec le fait qu’il provient d’une galaxie.
« C’est comme lorsque vos cheveux et vos vêtements volent vers l’arrière lorsque vous courez en avant contre un fort vent de face », explique le Dr Sun. “Une fois retiré de la galaxie hôte, le nuage est initialement froid et s’évapore dans le milieu intra-amas hôte, comme la fonte de la glace en été.”
Pourtant, on estime que ce nuage massif et mystérieux a survécu pendant des centaines de millions d’années après son retrait de sa galaxie hôte.
“Cette longévité surprenante est mal comprise mais peut avoir quelque chose à voir avec le champ magnétique dans le nuage”, explique le Dr Sun.
Le champ peut agir pour maintenir le nuage ensemble en supprimant les forces instables qui le feraient autrement se dissiper, pensent les scientifiques.
Avec une étude future, le Dr Ming dit que le nuage solitaire et d’autres qui restent à découvrir pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre les milieux interstellaires dépouillés à de grandes distances de leurs galaxies, ainsi que les effets de la turbulence et de la conduction thermique.
“En tant que premier nuage isolé brillant à la fois dans la raie spectrale H-alpha et dans les rayons X d’un amas de galaxies, il montre que le gaz extrait des galaxies peut créer des amas dans le milieu intraamas, et ces amas peuvent être découverts avec de larges données d’enquête optique sur le terrain à l’avenir.
Référence : « An H α/X-ray orphan cloud as a signpost of intracluster medium clumping » par Chong Ge, Rongxin Luo, Ming Sun, Masafumi Yagi, Pavel Jáchym, Alessandro Boselli, Matteo Fossati, Paul EJ Nulsen, Craig Sarazin, Tim Edge, Giuseppe Gavazzi, Massimo Gaspari, Jin Koda, Yutaka Komiyama et Michitoshi Yoshida, 1er juin 2021, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
DOI : 10.1093/mnras/stab1569
