Les astronomes ont capturé l'une des images les plus détaillées à ce jour d'un amas de galaxies situé à 700 millions d'années-lumière, révélant la faible lueur des étoiles s'éloignant de leur galaxie d'origine et aspirées dans une autre galaxie. Cette bande de lumière faible et diffuse s'étend sur environ un million d'années-lumière entre deux galaxies de l'amas Abell 3667, fournissant la première preuve claire de la fusion des deux galaxies les plus brillantes de l'amas.

La faible lueur des étoiles individuelles dispersées entre les deux galaxies brillantes indique que les deux galaxies fusionnent activement et que les amas de galaxies qui les entourent fusionnent également. L'image était composée d'un total de 28 heures d'observations avec la caméra à énergie noire de 570 mégapixels du Département américain de l'énergie, montée sur le télescope Victor M. Blanco de 4 mètres de la National Science Foundation à l'Observatoire interaméricain de Cerro Tololo. Source image : CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

Les preuves suggèrent également qu'Abell 3667 lui-même est né de la collision de deux amas d'étoiles plus petits il y a environ un milliard d'années, a indiqué l'équipe.

"C'est la première fois qu'une caractéristique de cette ampleur et de cette taille est découverte dans le cluster local", a déclaré Anthony Englert, doctorant à l'Université Brown et auteur principal de l'étude. "Nous savions qu'il était possible qu'un tel pont se forme entre deux galaxies, mais rien n'avait été documenté auparavant. C'était une surprise que nous soyons capables d'imager une caractéristique aussi faible."

Les nouvelles images ont été prises à l'aide de la caméra à énergie sombre (DECam) montée sur le télescope Victor M. Blanco de l'Observatoire interaméricain de Monte Tololo, au Chili. Englert s'est associé au professeur de physique de l'Université Brown, Ian Dell'Antonio, et à Mireia Montes, chercheuse à l'Institut des sciences spatiales de Barcelone, pour combiner 28 heures d'observations DECam collectées sur de nombreuses années afin de créer le record. Leurs recherches ont été publiées dans The Astrophysical Journal.

"Parce que Blanco a réalisé des images avec DECam au cours de la dernière décennie, une grande quantité de données archivées a été accumulée", a déclaré Englert. "Tant de personnes ont photographié Abell 3667 au fil des ans, et c'est une heureuse coïncidence si nous avons pu regrouper toutes ces observations."

C’est ce long temps d’observation qui permet d’imager la faible lumière des étoiles errantes dans l’amas. Cette lumière diffuse, connue sous le nom de lumière intraamas (ICL), fournit des informations précieuses sur l'histoire d'Abell 3667 et les effets gravitationnels de sa galaxie interne.

Les images ICL prises par Englert et ses collègues révèlent un type particulier de fusion de galaxies se produisant dans Abell 3667. Généralement, a déclaré Englert, une fusion impliquant la plus grande galaxie d'un amas de galaxies, appelée amas le plus brillant, ou BCG, se produit progressivement car elle vole les étoiles de nombreuses galaxies plus petites qui l'entourent. Mais cette nouvelle étude montre que quelque chose de différent se produit dans ce cas. Abell 3667 est en réalité composé de deux amas de galaxies, chacun possédant son propre BCG, qui fusionnent désormais. Les ponts ICL découverts par les chercheurs suggèrent que le plus grand BCG vole des étoiles au plus petit BCG – un événement connu sous le nom de fusion rapide ou agressive. À mesure que les deux BCG fusionnent, les galaxies plus petites qui les entourent fusionnent également, faisant d'Abell 3667 le produit de la fusion de deux amas de galaxies. Les observations aux rayons X et aux radiofréquences suggèrent qu'une fusion rapide s'est produite dans Abell 3667, mais il s'agit de la première preuve optique à l'appui de cette idée.

En mai 2024, coucher de soleil à l'observatoire Rubin sur le mont Pajun au Chili. Crédit image : Olivier Bonin/Laboratoire national des accélérateurs du SLAC

La lumière provenant des amas de galaxies vue sur ces nouvelles images fournit un aperçu passionnant de ce qui se passera lorsque l'observatoire Vera C. Rubin deviendra pleinement opérationnel plus tard cette année ou au début de l'année prochaine. Le télescope Rubin utilisera un télescope deux fois plus grand que le télescope Blanco et la plus grande caméra jamais construite pour effectuer une analyse approfondie sur 10 ans de l'ensemble du ciel de l'hémisphère sud dans le cadre d'un projet appelé Legacy Survey of Space and Time.

"Le télescope Rubin sera capable d'imager l'ICL d'une manière similaire à ce que nous avons fait auparavant, mais il imagera chaque amas local dans le ciel de l'hémisphère sud", a déclaré Englert. "Ce que nous faisons ne représente qu'une fraction de ce que le télescope Rubin peut faire. Il va révolutionner la recherche sur l'ICL."

Ce sera un atout scientifique pour les astronomes et astrophysiciens. En plus de révéler l'histoire des amas de galaxies, ICL contient des indices sur certains des mystères les plus fondamentaux de l'univers, en particulier la matière noire, la substance mystérieuse et invisible censée constituer la majeure partie de la masse de l'univers.

"L'ICL est essentielle à la cosmologie", a déclaré Del Antonio. "Cette répartition de la lumière devrait refléter la répartition de la matière noire, elle constitue donc un moyen indirect de" voir "la matière noire."

Voir l’invisible – voilà ce qu’est un télescope puissant.

Compilé à partir de / scitechdaily