Cet article a été initialement publié le La conversation. (s’ouvre dans un nouvel onglet) Publier un article sur Space.com Voix d’experts : article d’opinion et perspectives.
Christophe Riseley (s’ouvre dans un nouvel onglet)Chercheur, Université de Bologne
Tessa Vernström (s’ouvre dans un nouvel onglet)Chercheur principal, Université d’Australie-Occidentale
L’univers est criblé d’amas de galaxies : d’énormes structures empilées aux intersections de la toile cosmique. (s’ouvre dans un nouvel onglet). Un seul amas peut s’étendre sur des millions d’années-lumière et être composé de centaines, voire de milliers de galaxies.
Cependant, ces galaxies ne représentent qu’un faible pourcentage de la masse totale d’un amas. Environ 80% est de la matière noire, et le reste est une “soupe” de plasma chaud : un gaz chauffé à plus de 10 000 000 degrés Celsius et mélangé à de faibles champs magnétiques.
Nous et notre équipe internationale de collègues avons identifié un certain nombre d’objets radio rarement observés – une relique radio, un halo radio et une émission radio fossile – au sein d’un amas de galaxies particulièrement dynamique appelé Abell 3266. Ils défient les théories existantes sur les origines de de tels objets. et leurs caractéristiques.
Reliques, halos et fossiles
Les amas de galaxies nous permettent d’étudier un large éventail de processus riches, dont le magnétisme et la physique des plasmas, dans des environnements que nous ne pouvons pas recréer dans nos laboratoires.
Lorsque les amas entrent en collision, d’énormes quantités d’énergie sont déposées dans les particules de plasma chaudes, générant des émissions radio. Et ce problème se présente sous différentes formes et tailles.
Les “reliques radio” en sont un exemple. Ils sont en forme d’arc et se déposent vers la périphérie d’un amas, propulsés par des ondes de choc traversant le plasma, provoquant un saut de densité ou de pression et énergisant les particules. Un exemple d’onde de choc sur Terre est le bang sonique qui se produit lorsqu’un avion franchit le mur du son.
Les “halos radio” sont des sources irrégulières qui se trouvent vers le centre de l’amas. Ils sont alimentés par la turbulence dans le plasma chaud, qui dynamise les particules. Nous savons que les halos et les reliques sont générés par des collisions entre des amas de galaxies, mais bon nombre de leurs détails granuleux restent insaisissables.
Ensuite, il y a les sources radio « fossiles ». Ce sont les restes radio de la mort d’un trou noir supermassif au centre d’une radio galaxie.
Lorsqu’ils sont en action, les trous noirs projettent d’énormes jets de plasma. (s’ouvre dans un nouvel onglet) bien au-delà de la galaxie elle-même. Alors qu’ils manquent de carburant et s’arrêtent, les jets commencent à se dissiper. Les restes sont ce que nous détectons comme des radiofossiles.
Abel 3266
notre nouveau rôle (s’ouvre dans un nouvel onglet)publié dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, présente une étude très détaillée d’un amas de galaxies appelé Abell 3266.
Il s’agit d’un système de collision particulièrement dynamique et désordonné à quelque 800 millions d’années-lumière. Il possède toutes les caractéristiques d’un système qui devrait abritent des reliques et des halos, mais jusqu’à récemment aucun n’avait été détecté.
Suivi des travaux réalisés avec le Murchison Widefield Array (s’ouvre dans un nouvel onglet) au début de cette année (s’ouvre dans un nouvel onglet)nous utilisons les nouvelles données du radiotélescope ASKAP (s’ouvre dans un nouvel onglet) et l’Australia Compact Telescope Array (s’ouvre dans un nouvel onglet) (ATCA) pour voir Abell 3266 plus en détail.
Nos données brossent un tableau complexe. Vous pouvez le voir dans l’image principale : les couleurs jaunes indiquent les éléments où l’entrée d’alimentation est active. La brume bleue représente le plasma chaud, capturé aux longueurs d’onde des rayons X.
Les couleurs plus rouges montrent des caractéristiques qui ne sont visibles qu’à des fréquences plus basses. Cela signifie que ces objets sont plus anciens et ont moins d’énergie. Soit ils ont perdu beaucoup d’énergie au fil du temps, soit ils n’ont jamais eu grand-chose au départ.
La relique radio est visible en rouge près du bas de l’image (voir ci-dessous pour un zoom). Et nos données ici révèlent des caractéristiques particulières qui n’ont jamais été vues auparavant dans une relique.
Sa forme concave est également inhabituelle, ce qui lui vaut le surnom accrocheur de relique du “mauvais sens”. Dans l’ensemble, nos données brisent notre compréhension de la façon dont les reliques sont générées, et nous travaillons toujours à déchiffrer la physique complexe derrière ces objets radio.
Vestiges antiques d’un trou noir supermassif
Le radiofossile, vu vers le haut à droite de l’image principale (et aussi ci-dessous), est très faible et rouge, indiquant qu’il est ancien. Nous pensons que cette émission radio provenait à l’origine de la galaxie en bas à gauche, avec un trou noir central qui est éteint depuis longtemps.
Nos meilleurs modèles physiques ne correspondent tout simplement pas aux données. Cela révèle des lacunes dans notre compréhension de l’évolution de ces sources, lacunes que nous nous efforçons de combler.
Enfin, à l’aide d’un algorithme astucieux, nous avons défocalisé l’image principale pour rechercher une émission très faible et invisible en haute résolution, révélant la première détection d’un halo radio dans Abell 3266 (voir ci-dessous).
vers l’avenir
C’est le début du chemin vers la compréhension d’Abell 3266. Nous avons découvert beaucoup d’informations nouvelles et détaillées, mais notre étude a soulevé encore plus de questions.
Les télescopes que nous utilisons jettent les bases de la science révolutionnaire du Square Kilometre Array (s’ouvre dans un nouvel onglet) projet. Des études comme la nôtre permettent aux astronomes de découvrir ce que nous ne savons pas, mais vous pouvez être sûr que nous le découvrirons.
Nous reconnaissons le peuple Gomeroi en tant que propriétaire traditionnel du site ATCA, et le peuple Wajarri Yamatji en tant que propriétaire traditionnel du site de l’Observatoire de radioastronomie de Murchison, où se trouvent l’ASKAP et le Murchison Widefield Array.
Cet article est republié de La conversation (s’ouvre dans un nouvel onglet) sous licence Creative Commons. Lis le Article original (s’ouvre dans un nouvel onglet).
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