Une étudiante de premier cycle découvre un chaînon manquant dans l’évolution des galaxies
Les conclusions de l’étudiante de l’UMass pourraient également être utilisées pour aider le télescope spatial James Webb.
Une étudiante de premier cycle de l’université du Massachusetts (UMass), Amherst, a contribué de manière substantielle à notre compréhension de la relation entre la formation des étoiles et les trous noirs. Espérons que cette percée aidera le télescope spatial James Webb (JWST) à clarifier plus efficacement le fonctionnement exact des galaxies, grâce à ces nouvelles informations.
À l’heure actuelle, les astronomes savent que deux processus, l’expansion des trous noirs supermassifs au centre de chaque galaxie et la création de nouvelles étoiles, sont responsables de l’évolution des galaxies. La façon dont ces processus sont liés est restée un mystère, et le télescope spatial James Webb (JWST), récemment lancé, est actuellement utilisé pour aider à éclaircir ce point.
L’étudiante en question, Meredith Stone, diplômée de l’école d’astronomie de l’UMass Amherst en mai 2022, va maintenant aider les chercheurs à comprendre leurs liens.
“Nous savons que les galaxies grandissent, entrent en collision et changent tout au long de leur vie”, explique Stone, qui a effectué ces recherches sous la direction d’Alexandra Pope, professeur d’astronomie à l’université du Massachusetts Amherst et auteur principal d’un nouvel article, récemment publié dans The Astrophysical Journal.
“Et nous savons que la croissance des trous noirs et la formation des étoiles jouent un rôle crucial. Nous pensons que les deux sont liés et qu’ils se régulent mutuellement, mais jusqu’à présent, il était très difficile de voir exactement comment”, a-t-elle ajouté.
Ces nouvelles recherches permettront de comprendre comment les galaxies évoluent au fil du temps. Source : ESA/Hubble et NASA
Il a été difficile de comprendre comment les trous noirs et les étoiles interagissent, car nous ne pouvons pas vraiment observer ces interactions, qui se produisent derrière d’énormes nuages de poussière galactique. Selon M. Pope, plus de 90 % de la lumière visible provenant de galaxies générant activement des étoiles peut être absorbée par la poussière. Cette poussière absorbe également la lumière visible.
Il existe cependant une solution de contournement : La poussière se réchauffe lorsqu’elle absorbe la lumière visible, et si l’œil nu ne peut pas détecter la chaleur, les télescopes infrarouges le peuvent.
“Nous avons utilisé le télescope spatial Spitzer”, explique Stone, qui commencera ses études supérieures en astronomie à l’université d’Arizona cet automne, “collecté pendant la campagne GOALS (Great Observatories All-sky LIRG Survey), pour examiner la gamme de longueurs d’onde infrarouge moyen de certaines des galaxies les plus brillantes qui sont relativement proches de la Terre”.
Stone et ses co-auteurs ont cherché des traceurs distinctifs, qui sont les empreintes digitales des trous noirs et des étoiles encore en formation.
Le problème est que ces empreintes digitales sont si incroyablement faibles qu’il est pratiquement impossible de les distinguer du bruit de fond infrarouge. “Ce que Meredith a fait”, explique Pope, “c’est calibrer les mesures de ces traceurs afin qu’ils soient plus distincts”.
Une fois que les scientifiques ont eu ces vues plus claires, ils ont pu observer que la formation d’étoiles et l’expansion des trous noirs se produisent effectivement simultanément dans les mêmes galaxies et qu’elles semblent s’influencer mutuellement. Stone a pu déterminer le ratio qui illustre le lien entre les deux phénomènes.
Une impression d’artiste du télescope spatial James Webb. Source : NASA/Adriana Manrique Gutierrez
Il ne s’agit pas seulement d’une percée scientifique fascinante en soi. Néanmoins, le JWST peut également tirer parti de l’étude de Stone pour se concentrer beaucoup plus sur les problèmes sans réponse grâce à son accès unique à la lumière dans le spectre de l’infrarouge moyen. Bien que Jed McKinney, étudiant en doctorat d’astronomie à l’UMass Amherst, et Stone aient calculé la relation entre les trous noirs et les étoiles dans la même galaxie, la raison de cette relation est encore inconnue.
Vous pouvez consulter l’étude qui a été récemment publiée dans The Astrophysical Journal.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
