De nouvelles recherches utilisant l’instrument MUSE montrent que les vents galactiques, essentiels à l’évolution des galaxies, sont un phénomène fréquent dans l’univers, remettant en question les hypothèses antérieures selon lesquelles les vents galactiques étaient rares. Dans certains cas, les galaxies libèrent de grandes quantités de matière dans leur environnement, déclenchées par les explosions d’étoiles massives. L'instrument MUSE du Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral (ESO) a démontré pour la première fois que de tels "vents galactiques" sont loin d'être rares, mais se produisent régulièrement.

La découverte de la structure bipyramidale

Une équipe de recherche internationale dirigée par le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) a découvert la structure biconique caractéristique des vents galactiques en étudiant un échantillon d'environ 100 galaxies. Cependant, ces structures ne sont visibles que dans des raies spectrales spécifiques, et uniquement avec une sensibilité de mesure extrêmement élevée. Seuls quelques cas de ce type étaient connus auparavant, la plupart ayant également été découverts avec les instruments MUSE.

Une esquisse théorique des vents galactiques. La distribution en arrière-plan (rouge) montre les sorties de gaz galactique détectées par MUSE. Source : Guoétal.

Le professeur Lutz Wisotzki, directeur du département de recherche sur les galaxies et les quasars à l'Institut Leibniz d'astrophysique de Potsdam (AIP) et co-auteur de l'article dans la revue scientifique Nature, a déclaré : « MUSE nous a montré que ce flux de sortie à l'échelle de la galaxie existe dans presque toutes les galaxies formant des étoiles. De plus, les nouveaux résultats nous permettent également d'identifier avec précision la taille et la forme de ces vents galactiques.

Le rôle des gaz sortants dans l’évolution de l’univers

On pense que les gaz sortants jouent un rôle crucial dans l’évolution cosmique des galaxies en régulant leur croissance et la formation d’étoiles. Les calculs théoriques prédisent que le gaz sortant prend une forme « bipolaire », s'étendant de haut en bas du plan de la galaxie et dans le milieu circumgalactique. Des formes similaires ont été directement observées dans certaines galaxies proches, comme la « Galaxie du Cigare » M82, et même dans notre propre Voie Lactée, mais nous ne pouvons voir que les régions les plus intérieures et ne pouvons pas dresser un tableau global.

Des vents galactiques peuvent être observés dans les galaxies proches, comme M82, connue sous le nom de « galaxie du cigare » en raison de sa forme. Crédit image : NASA, ESA, Hubble ; traitement et droits d'auteur : HarshwardhanPathak

Vents galactiques dans le jeune univers

Les simulations cosmologiques de la formation des galaxies prédisent que les phénomènes de vent galactique se produisent plus fréquemment et plus fortement dans les premiers stades du jeune univers : parce que les jeunes galaxies ont une activité de formation d'étoiles plus élevée, plus d'explosions de supernova et donc des flux sortants plus forts. Ces flux transportent le gaz et l'énergie de la galaxie autour de la galaxie, privant la galaxie du carburant dont elle a besoin pour la formation ultérieure d'étoiles, tout en enrichissant également l'environnement de la « galaxie en anneau » de la galaxie. Ce processus dit de rétroaction peut être un facteur clé dans notre compréhension de la formation et de l’évolution des galaxies, mais nous n’en avons qu’une compréhension incomplète grâce aux observations en raison de la difficulté de détecter le phénomène.

Nouvelles perspectives de MUSE

De nouvelles recherches utilisant l’instrument MUSE montrent désormais directement que le gaz galactique circule autour de la galaxie à une distance de plus de 30 000 années-lumière. Le signal observable dépend grandement de l'orientation de la galaxie par rapport à la ligne de visée : si vous regardez la galaxie de côté, il y a un fort rayonnement au-dessus et en dessous du plan de la galaxie, tandis que si vous regardez la galaxie de "en haut" ou "en bas", le signal est plus faible et plus uniformément réparti. Ces observations confirment de manière impressionnante les formes théoriquement prédites d’écoulements bipolaires perpendiculaires au plan de la galaxie.

Référence : "L'écoulement bipolaire des galaxies massives atteint 10kpc lorsque redshift z≈1", auteurs : Yucheng Guo, Roland Bacon, Nicolas F. Bouché, Lutz Wisotzki, Joop Schaye, Jérémy Blaizot, Anne Verhamme, Sebastiano Cantalupo, Leindert A. Boogaard, JarleJ .J.J. Boogaard, Jarle Brinchmann, Maxime Cherrey, Haruka Kusakabe, Ivanna Langan, Floriane Leclercq, Jorryt Matthee, Léo Michel-Dansac, Ilane Schroetter et Martin Wendt, 6 décembre 2023, Nature.

DOI:10.1038/s41586-023-06718-w

Source compilée : ScitechDaily