Les quasars peuvent déclencher des tsunamis qui déchirent les galaxies et étouffent la formation d'étoiles

Les quasars peuvent déclencher des tsunamis qui déchirent les galaxies et étouffent la formation d'étoiles

 

Il est bien connu que les quasars sont les galaxies les plus lumineuses de l’Univers, crachant des quantités folles de rayonnement à travers l’espace alors que leurs trous noirs supermassifs dévorent rapidement la matière d’un disque d’accrétion colossal.

 

Eh bien, ils sont devenus encore plus hardcore. Les astronomes ont découvert que les explosions de rayonnement émanant des quasars peuvent agir comme un tsunami alors qu’elles se propagent à travers la galaxie environnante, poussant le matériau vers l’extérieur à des vitesses approchant quelques pour cent de la vitesse de la lumière.

Ces explosions de rayonnement sont déjà connues pour déplacer les particules à une fraction de la vitesse de la lumière, mais ces nouvelles découvertes l’amènent à un autre niveau, avec certains des sauts de vitesse les plus rapides jamais observés à ce jour.

De plus, en explosant à travers le matériau dans leurs galaxies d’origine, ils éteignent la formation de nouvelles étoiles.

“Ces écoulements sont cruciaux pour la compréhension de la formation des galaxies”, a déclaré l’astrophysicien Nahum Arav de Virginia Tech .

“Ils poussent des centaines de masses solaires de matériaux chaque année. La quantité d’énergie mécanique que ces flux transportent est jusqu’à plusieurs centaines de fois supérieure à la luminosité de toute la galaxie de la Voie lactée.”

L’étape quasar de la vie d’une galaxie est généralement très tôt – une période d’activité intense qui dure jusqu’à quelques milliards d’années avant que le trou noir ne s’installe dans un âge adulte plus conventionnel, après avoir consommé ou emporté toute la matière à proximité.

Nous savons que cette activité de trou noir génère des vents puissants qui soufflent dans l’espace environnant. Nous savons également que le gaz froid dans cet espace est la substance à partir de laquelle les étoiles se forment. On pense que lorsque le vent du trou noir le repousse, puisqu’il n’y a plus rien pour former des étoiles, la formation des étoiles est éteinte.

Ceci est cohérent avec ce que nous avons observé dans les anciennes galaxies, qui sont beaucoup plus silencieuses que celles qui hébergent des quasars; en fait, exactement comment la formation d’étoiles est éteinte est un casse-tête que les astronomes tentent de résoudre depuis longtemps, car sans lui, l’Univers serait probablement très différent de celui que nous voyons, avec de plus grandes galaxies et considérablement plus d’étoiles.

Il est possible qu’il existe de multiples mécanismes qui peuvent expliquer ce puzzle en cours.

“Les théoriciens et les observateurs savent depuis des décennies qu’il existe un processus physique qui empêche la formation d’étoiles dans les galaxies massives, mais la nature de ce processus a été un mystère”, a expliqué le cosmologiste Jeremiah Ostriker [ 19459003] de Columbia University et de Princeton University.

“Mettre les débits observés dans nos simulations résout ces problèmes en suspens dans l’évolution galactique.”

Arav et son équipe ont étudié les observations de Hubble de 13 quasars connus pour rechercher des sorties. Lorsque ces tsunamis quasars entrent en collision avec du gaz interstellaire, la collision génère une chaleur intense, dont l’énergie est émise sous forme de lumière à travers le spectre électromagnétique.

“Vous obtiendrez beaucoup de rayonnement d’abord dans les rayons X et les rayons gamma, et ensuite il s’infiltrera dans la lumière visible et infrarouge”, Arav a dit . “Vous auriez un énorme spectacle de lumière, comme des arbres de Noël partout dans la galaxie.”

À partir de ces données, ils ont pu mesurer les trois débits de quasars les plus énergétiques observés à ce jour, trouvés dans les galaxies quasars SDSS J1042 + 1646, SDSS J0755 + 2306 et 2MASS J1051 + 1247. Tous les trois étaient suffisamment puissants pour produire le feedback requis pour la trempe galactique.

Parmi ceux-ci, le SDSS J1042 + 1646 a battu tous les records, affichant l’écoulement le plus rapidement accéléré. En trois ans, l’un de ses flux sortants est passé de 70 millions de kilomètres par heure (43 millions de mph) à 74 millions de kilomètres par heure (46 millions de mph).

Cette recherche ne montre pas seulement comment les galaxies peuvent être éteintes, cependant. Cela pourrait également être une explication très claire de la raison pour laquelle la taille de la plupart des galaxies est en corrélation avec la taille de leur trou noir.

Si le trou noir emporte de la matière, cela ne limite pas seulement le nombre d’étoiles qui peuvent se former; cela limite également le matériau dont il peut se nourrir, et donc sa taille.

“Les observations ultraviolettes de Hubble nous permettent de suivre toute la gamme d’énergie produite par les quasars, du gaz plus froid au gaz extrêmement chaud et hautement ionisé dans les vents les plus massifs”, , a déclaré l’astronome Gerard Kriss [19459003 ] du Space Telescope Science Institute.

“Celles-ci n’étaient auparavant visibles qu’avec des observations aux rayons X beaucoup plus difficiles. De tels débits puissants peuvent fournir de nouvelles informations sur le lien entre la croissance d’un trou noir supermassif central et le développement de toute sa galaxie hôte.”

La recherche a été publiée dans six articles dans The Astrophysical Journal Supplement Series .

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