Les galaxies remplissent de nombreux rôles dans l’univers. La plus évidente est celle des usines de formation d’étoiles. Sans cette activité, le cosmos serait un endroit très différent. L’Observatoire européen austral et le Atacama Large Millimeter Array se sont récemment concentrés sur la galaxie NGC 4303. Leur objectif : avoir une vue multi-longueur d’onde de son activité de formation d’étoiles.
L’objectif était d’aider les astronomes à comprendre comment les étoiles se forment dans les environnements galactiques. L’image résultante montre une lueur dorée de nuages moléculaires de gaz traversant les bras spiraux et l’existence d’étoiles déjà formées.
NGC 4303 est une belle galaxie spirale située à plus de 50 millions d’années-lumière, dans l’amas de galaxies de la Vierge. Les astronomes la classent comme une spirale faiblement barrée. Il semble également qu’il puisse avoir une structure en anneau dans ses bras en spirale. Les bras scintillent avec la formation d’étoiles, ce qui en fait une galaxie en étoile. Il y a aussi un noyau actif là-bas, cachant probablement un trou noir supermassif.
Cette galaxie est classée comme une spirale de type tardif. Cela signifie qu’il a transformé le gaz en étoiles plus lentement dans le passé et qu’il en reste encore beaucoup aujourd’hui. Effectivement, sur la base de cette étude et d’autres, il semble très riche en hydrogène neutre. C’est la pierre angulaire des stars.
La galaxie a une collection massive d’étoiles en son cœur. De plus, il arbore des amas d’étoiles plus anciens. Tout cela indique une activité de formation d’étoiles dans le passé antique. Il existe également de nombreuses preuves d’une activité de naissance d’étoiles plus récente dans toute la galaxie. Les nébuleuses brillantes mettent en évidence les endroits où les étoiles nouveau-nées se forment (ou sont sur le point de naître). Alors, pourquoi cette galaxie de « type tardif » est-elle si active lorsqu’il s’agit de fabriquer des étoiles ?
Étudier NGC 4303
Pour répondre à cela, il faut regarder la galaxie dans plus d’une longueur d’onde de lumière. Les astronomes ont utilisé l’instrument MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) du Very Large Telescope pour étudier les étoiles existantes dans la galaxie. Il peut imager la galaxie en une seule observation. En même temps, il mesure l’intensité de la lumière provenant de différentes régions. Ce faisant, il offre un regard «3D» fascinant sur la galaxie et ses composants.
L’Atacama Large Millimeter Array a fourni une vue différente en utilisant des ondes millimétriques (proche des ondes radio). Il observe spécifiquement les nuages d’hydrogène dans la galaxie. L’idée est de comparer la quantité de gaz disponible pour la formation d’étoiles aux populations d’étoiles déjà formées. En utilisant deux instruments différents, les astronomes ont une meilleure idée de ce qui déclenche la naissance des étoiles. Les études conjointes révèlent également des processus et des événements qui renforcent le processus.
En outre, ils peuvent également déterminer ce qui entrave la formation d’étoiles dans différentes régions. Par exemple, la création d’étoiles supermassives peut engloutir le gaz disponible. Cela laisse très peu pour former des étoiles plus petites. Dans d’autres endroits, la mort d’étoiles supermassives dans des explosions de supernova envoie des ondes de choc. Ceux-ci peuvent déclencher le processus de naissance des étoiles dans les nuages moléculaires à proximité. Pour NGC 4303, les astronomes utiliseront les données de cette observation et d’autres pour comprendre l’histoire (et l’avenir) de son activité de formation d’étoiles.
Études multi-longueurs d’onde de la formation d’étoiles galactiques : vue d’ensemble
Cette étude de NGC 4303 fait partie d’un effort plus vaste appelé le projet Physics at High Angular Resolution in Near Near GalaxieS (PHANGS). Il utilise des télescopes au sol, ainsi que des observatoires spatiaux, pour effectuer des observations détaillées des galaxies voisines. L’idée est d’examiner tous les aspects de la structure d’une galaxie en utilisant autant d’approches différentes dans autant de longueurs d’onde que possible. En particulier, le projet veut étudier la physique et les interactions de la formation des gaz et des étoiles dans un contexte de structure et d’évolution des galaxies.
PHANGS est rejoint par un certain nombre d’autres projets faisant des études similaires sur l’évolution des galaxies et la naissance des étoiles à différentes longueurs d’onde. Il s’agit notamment de MUSTANG, le projet Multi-scale Star Formation across Nascent Galaxies, qui examine le cycle de vie des nuages et des régions de formation d’étoiles. Les données de ce programme sont importantes dans les simulations de formation de galaxies.
En fin de compte, les études de galaxies comme NGC 4303 et d’autres donneront une compréhension détaillée de la façon dont les galaxies et leurs étoiles se forment et évoluent. Dans le cas de NGC 4303, l’étendue de la formation d’étoiles passées et futures semble assez impressionnante. La distribution presque uniforme des nuages de gaz neutres à travers ses bras spiraux et son noyau prédit un avenir très brillant pour cette galaxie.
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