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 ARY 9, 2024

Hubble detects celestial 'string of pearls' star clusters in galaxy collisions

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Hubble détecte des amas d'étoiles célestes en forme de « collier de perles » lors de collisions de galaxies

par Kim Baptista, Université d'État de l'Arizona

La galaxie AM 1054-325 a été déformée en forme de S à partir d'une forme spirale normale en forme de crêpe par l'attraction gravitationnelle d'une galaxie voisine, vue sur cette image du télescope spatial Hubble. Une conséquence de ceci est que des amas d’étoiles nouveau-nés se forment le long d’une queue de marée étendue sur des milliers d’années-lumière, ressemblant à un collier de perles. Ils se forment lorsque des nœuds de gaz s’effondrent gravitationnellement pour créer environ 1 million d’étoiles nouveau-nées par amas. Crédit : NASA, ESA, STScI, Jayanne English (Université du Manitoba)

Lorsque des événements cosmiques spectaculaires tels que des collisions de galaxies se produisent, ils déclenchent une réaction pour former de nouvelles étoiles, et peut-être de nouvelles planètes qui, autrement, ne se seraient pas formées. L'attraction gravitationnelle qui provoque les collisions entre ces galaxies crée des queues de marée, la longue et mince région des étoiles et du gaz interstellaire.

La vision du télescope spatial Hubble est si nette qu'il peut voir des amas d'étoiles nouveau-nées accrochées le long de ces queues de marée. Ils se forment lorsque des nœuds de gaz s’effondrent gravitationnellement pour créer environ 1 million d’étoiles nouveau-nées par amas.

Plus précisément, le télescope spatial Hubble de la NASA s'est concentré sur 12 galaxies en interaction qui ont de longues queues de marée de gaz, de poussière et une pléthore d'étoiles ressemblant à des têtards. La netteté exquise de Hubble et sa sensibilité à la lumière ultraviolette ont permis de découvrir 425 amas d'étoiles nouveau-nées le long de ces queues, ressemblant à des guirlandes de lumières de Noël.

Chaque amas contient jusqu'à 1 million d'étoiles bleues nouveau-nées.

Les amas dans les queues de marée sont connus depuis des décennies. Lorsque les galaxies interagissent, les forces gravitationnelles des marées entraînent de longues banderoles de gaz et de poussière. Deux exemples populaires sont les galaxies Antennes et Souris avec leurs projections longues et étroites en forme de doigts.

Dans une étude récemment publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, les astronomes ont utilisé les capacités proche infrarouge du télescope spatial Hubble de la NASA pour étudier les amas de queues de marée et déterminer leur âge et leur masse, ainsi que les propriétés des galaxies en fusion.

Michael Rodruck du Randolph-Macon College est l'auteur principal de cette étude avec des co-auteurs, dont Sanchayeeta Borthakur et Karen Knierman, scientifiques de l'Arizona State University, de la School of Earth and Space Exploration.

Une équipe d'astronomes a utilisé une combinaison de nouvelles observations et de données d'archives pour obtenir l'âge et la masse des amas d'étoiles de la queue de marée. Ils ont découvert que ces amas sont très jeunes : ils n’ont que 10 millions d’années. Et ils semblent se former au même rythme le long de queues s’étendant sur des milliers d’années-lumière.

"Ces observations nous disent comment les étoiles se forment et ce qui régule ces processus. Ces connaissances sont essentielles pour comprendre comment les étoiles de notre propre galaxie se sont formées", a déclaré le professeur agrégé Sanchayeeta Borthakur, astronome d'observation spécialisé en astronomie extragalactique à l'École de la Terre de l'ASU. et l'exploration spatiale.

Les queues semblent prendre le bras spiral d’une galaxie et l’étendre dans l’espace. La partie extérieure du bras est tirée comme de la tire lors de la lutte acharnée gravitationnelle entre deux galaxies en interaction.

Avant les fusions, les galaxies étaient riches en nuages poussiéreux d’hydrogène moléculaire qui étaient peut-être simplement restés inertes. Mais les nuages se sont bousculés et se sont heurtés au fil des rencontres. Cela a comprimé l’hydrogène au point de précipiter une tempête de feu de naissance d’étoiles.

Le sort de ces amas d’étoiles est incertain. Ils peuvent rester gravitationnellement intacts et évoluer vers des amas d’étoiles globulaires, comme ceux qui orbitent en dehors du plan de notre galaxie, la Voie lactée. Ou encore, elles peuvent se disperser pour former un halo d'étoiles autour de leur galaxie hôte, ou être rejetées pour devenir des étoiles intergalactiques errantes.

"C'est vraiment passionnant de présenter l'aboutissement de plus de deux décennies de travaux sur les amas d'étoiles dans les queues de marée en utilisant des données de différentes époques de Hubble ainsi que celles d'autres télescopes", a déclaré la professeure adjointe Karen Knierman. "J'ai commencé à travailler sur ce projet alors que j'étais étudiant à Penn State en 1999, et certaines de ces mêmes données et résultats sont utilisés ici. Nous avons obtenu des données supplémentaires d'un programme Hubble pour lequel j'étais (chercheur principal) lorsque je suis arrivé à l'ASU en 2007. ".

​Cette formation d'étoiles en forme de collier de perles était peut-être plus courante dans l'univers primitif, lorsque les galaxies entraient en collision les unes avec les autres plus fréquemment. Ces galaxies proches observées par Hubble sont un indicateur de ce qui s'est passé il y a longtemps et nous permettent donc de nous pencher sur un passé lointain.

"C'est une surprise de voir beaucoup de jeunes objets dans les queues. Cela nous en dit long sur l'efficacité de la formation des amas", a déclaré Rodruck. "Avec les queues de marée, vous construirez de nouvelles générations d'étoiles qui autrement n'auraient peut-être pas existé."

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COMMENTAIRES 

1/Quel type d'amas d'étoiles existe depuis longtemps et contient principalement des étoiles anciennes ?

Ces magnifiques objets sont presque exempts de gaz et de poussière et contiennent certaines des étoiles les plus anciennes .....Les premières étoiles de ces amas se sont formées au même moment à partir de la même nébuleuse interstellaire, elles ont donc le même âge et la même composition chimique.

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More information: Michael Rodruck et al, Star clusters in tidal debris, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad2886 , academic.oup.com/mnras/article/526/2/2341/7286662

Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 

Provided by Arizona State University 

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