Centaurus A est une galaxie elliptique située à environ 13 millions d’années-lumière de la Terre. Cette image composite en couleur révèle les lobes et les jets émanant du trou noir central de la galaxie active. Crédit : ESO/WFI (optique) ; MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (submillimétrique) ; NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (rayons X).
Un nouveau trésor d’amas globulaires contient des indices sur l’évolution des galaxies.
En utilisant les observations de la galaxie elliptique Centaurus A, une équipe d’astronomes dirigée par l’Université d’Arizona a trouvé un nombre sans précédent d’amas globulaires possibles – des groupes anciens et denses de milliers d’étoiles qui se sont tous formés en même temps.
Une étude réalisée à l’aide d’une combinaison de télescopes terrestres et spatiaux a permis de découvrir un trésor d’amas globulaires inconnus jusqu’alors – des groupes anciens et denses de milliers d’étoiles qui se sont tous formés en même temps – dans les régions extérieures de la galaxie elliptique Centaurus A. Ces travaux représentent une avancée significative dans la compréhension de l’architecture et de l’histoire cosmologique de cette galaxie et offrent de nouvelles perspectives sur la formation des galaxies en général et sur la distribution de la matière noire dans l’univers.
Allison Hughes, étudiante en doctorat au département d’astronomie de l’Université d’Arizona et à l’Observatoire Steward, est le premier auteur d’un article évalué par les pairs publié dans le résumé des résultats. Astrophysical Journal en juin. Elle a présenté l’étude mardi lors d’un point de presse de l’Astronomical Society of America. Bien que la 239e réunion de l’AAS ait été annulée en raison de l’absence d’un membre de l’équipe. COVID-19 les points de presse ont eu lieu virtuellement sur Zoom.
Centaurus A, également connue sous le nom de NGC 5128, est une galaxie elliptique visuellement étonnante qui présente un jet relativiste provenant d’une étoile supermassive. trou noir Située dans la constellation du Centaure, à 13 millions d’années-lumière de la Terre, Centaurus A est trop éloignée pour permettre aux astronomes de voir des étoiles individuelles, mais des amas d’étoiles peuvent être identifiés et utilisés comme “preuves fossiles” de l’évolution tumultueuse de la galaxie.
Hughes et ses collègues présentent un nouveau catalogue d’environ 40.000 candidats d’amas globulaires dans Centaurus A, recommandant des observations de suivi centrées sur un ensemble de 1.900 qui sont les plus susceptibles d’être de véritables amas globulaires. Les chercheurs ont étudié les amas globulaires candidats jusqu’à un rayon projeté d’environ 150 kiloparsecs, soit près d’un demi-million d’années-lumière du centre de la galaxie. Les données combinent des observations provenant des sources suivantes : le Panoramic Imaging Survey of Centaurus and Sculptor, ou PISCeS ; Gaia, un observatoire spatial de l’Agence spatiale européenne ; et le NOAO Source Catalog, qui combine des images accessibles au public provenant de télescopes des deux hémisphères et couvrant la quasi-totalité du ciel.
Centaurus A a été une cible de premier plan pour les études d’amas globulaires extragalactiques en raison de sa richesse et de sa proximité de la Terre, mais la majorité des études se sont concentrées sur les 40 kiloparsecs internes (environ 130 500 années-lumière) de la galaxie, a expliqué Hughes, laissant les extrémités de la galaxie largement inexplorées. En classant les candidats en fonction de la probabilité qu’il s’agisse de véritables amas globulaires, l’équipe a constaté qu’environ 1 900 d’entre eux avaient de fortes chances d’être confirmés comme tels et devaient être considérés comme prioritaires pour une confirmation par spectroscopie.
“Nous utilisons le satellite Gaia, qui se concentre principalement sur des études au sein de notre propre galaxie, la galaxie du Soleil. Voie lactée, d’une manière nouvelle dans la mesure où nous relions ses observations avec des télescopes au sol, en l’occurrence le télescope d’argile Magellan au Chili et le télescope anglo-australien en Australie.”
La structure de Centaurus A indique aux astronomes qu’elle a subi plusieurs fusions majeures avec d’autres galaxies, d’où son apparence de globe avec des régions semblables à des rivières qui ont beaucoup plus d’étoiles que les zones environnantes, a déclaré Hughes. En fournissant l’exemple le plus proche d’une galaxie elliptique, Centaurus A offre aux astronomes l’opportunité d’étudier de près une galaxie qui est très différente de la nôtre. La Voie lactée, ainsi que sa plus proche voisine, la galaxie d’Andromède, sont toutes deux des galaxies spirales. Avec leur aspect familier en forme de roue d’épingle, les galaxies spirales peuvent sembler être la galaxie “typique”, mais il s’avère que leurs cousines elliptiques moins ordonnées sont plus nombreuses dans le cosmos.
“Centaurus A peut sembler être une aberration, mais c’est uniquement parce que nous pouvons nous approcher suffisamment près pour voir ses détails.détails”, a déclaré Hughes. “Il est plus que probable que les galaxies elliptiques et spirales comme la Voie lactée sont plus désordonnées que nous ne le réalisons dès que nous regardons un peu plus profondément que la simple surface.”
Les amas globulaires servent de preuve de processus qui se sont déroulés il y a très longtemps, a déclaré Hughes.
“Par exemple, si vous voyez une ligne de ces amas globulaires qui ont tous une métallicité (composition chimique) similaire et se déplacent avec une vitesse radiale similaire, nous savons qu’ils doivent provenir de la même galaxie naine ou d’un objet similaire qui est entré en collision avec Centaurus A et qui est maintenant en cours d’assimilation.”
Les amas d’étoiles se forment à partir de taches denses de gaz dans le milieu interstellaire. Presque toutes les galaxies possèdent des amas globulaires, y compris la Voie lactée, qui en compte environ 150, mais la plupart des étoiles ne sont pas disposées en de tels amas. En étudiant les amas globulaires, les astronomes peuvent recueillir des indices sur la galaxie qui les abrite, comme sa masse, l’histoire de ses interactions avec les galaxies voisines et même la distribution de la matière noire à l’intérieur, selon Hughes.
“Les amas globulaires sont intéressants car ils peuvent être utilisés comme traceurs de structures et de processus dans d’autres galaxies où nous ne pouvons pas résoudre les étoiles individuelles”, a déclaré Hughes. “Ils conservent des signatures chimiques, comme la composition élémentaire de leurs étoiles individuelles, et nous renseignent donc sur l’environnement dans lequel ils se sont formés.”
Les chercheurs ont spécifiquement recherché des amas globulaires loin du centre de la galaxie parce que la sous-structure de Centaurus A laisse entrevoir une grande population non découverte de tels amas, a expliqué Hughes. Les observations précédentes avaient trouvé un peu moins de 600 amas dans les régions les plus centrales, mais les régions extérieures de la galaxie étaient restées largement inexplorées.
“Nous avons regardé plus loin et avons déjà découvert plus de 100 nouveaux amas, et il est fort probable qu’il y en ait davantage, car nous n’avons même pas fini de traiter les données”, a déclaré Hughes. “Nous pouvons ensuite utiliser ces données pour reconstruire l’architecture et les mouvements de cette galaxie, et également déterminer sa masse. À partir de cela, nous pourrons éventuellement soustraire toutes ses étoiles et voir ce qui reste – cette masse invisible doit être sa matière noire.”
Référence : “NGC 5128 Globular Cluster Candidates Out to 150 kpc : A Comprehensive Catalog from Gaia and Ground-based Data” par Allison K. Hughes, David J. Sand, Anil Seth, Jay Strader, Karina Voggel, Antoine Dumont, Denija Crnojević, Nelson Caldwell, Duncan A. Forbes, Joshua D. Simon, Puragra Guhathakurta et Elisa Toloba, 9 juin 2021, The Astrophysical Journal.
DOI : 10.3847/1538-4357/abf63c
