Que se passe-t-il dans les noyaux des clusters de galaxies?

Les centres de riches amas de galaxies sont les endroits les plus chaotiques de l'univers.

Par David J. Eicher  | Publication: lundi 1 juillet 2019

SUJETS CONNEXES: LES PLUS GRANDS MYSTÈRES | CLUSTERS GALAXY

MAUVAISE JOURNÉE GALAXIE. Le Galaxy C153, illustré ici, se désintègre en chargeant dans l'espace. Alors que la galaxie accélère à travers le gaz dans un grand amas de galaxies, elle perd une grande partie de son propre gaz. 

NASA / Adolf Schaller

Les centres de riches amas de galaxies contiennent les concentrations de matière les plus denses de l'univers. Ils sont également parmi les endroits les plus violents que nous connaissons. Alors que le temps passe et que de grandes galaxies pullulent autour des plus douces, des fusions ont lieu. Les grandes galaxies grossissent en mangeant de petites. Pendant que cela se produit, les mondes sont déchirés, les étoiles déchiquetées et les nuages ​​de gaz comprimés en de nouveaux affres imprudents de formation d'étoiles. Nous vivons dans un coin relativement calme de la galaxie de la voie lactée. En revanche, les centres de riches amas de galaxies sont les endroits les plus chaotiques de l'univers, constamment en activité. 

Jusqu'à récemment, les astronomes pensaient comprendre la formation des amas de galaxies. Alors que la matière s'effondre vers l'intérieur, entraînée par la gravité, des groupes de galaxies et des amas de matière se brisent. Les monstres de la scène, les grandes galaxies, tombent vers le centre, où réside la plus grande masse. 

Le gaz chaud dans le noyau de la grappe perd de l'énergie et se refroidit en émettant des rayons X. Lorsque le gaz à l'intérieur du cluster se refroidit, il se contracte également. Les astronomes ont surnommé ce gaz contractant un flux de refroidissement. Jusqu'en 2006, l'idée était évangélique depuis sa première proposition en 1977.

LOGJAM. Le centre de l'amas de galaxies Abell 1689 apparaît chaotique grâce à un fourré dense d'étoiles et de poussières libérées par sa multitude de galaxies tourbillonnantes.

Équipe scientifique NASA / ESA / ACS

Les amas de galaxies ont jeté quelques surprises aux astronomes. L'un des théoriciens qui a mis au point le modèle de flux de refroidissement, Paul Nulsen du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, déclare: «Nous pensons maintenant que c'est presque complètement faux.» Les chercheurs se concentrent maintenant sur un modèle où des flux plus complexes conduisent le formation et évolution des amas de galaxies. 

Mais le refroidissement au gaz reste une caractéristique importante des derniers modèles. Le problème, c'est que les astronomes ne savent tout simplement pas ce qui chauffe le gaz. Les observations aux rayons X suggèrent qu'une grande quantité de gaz frais devrait être produite dans le cœur des amas de galaxies chaque année. Cela devrait conduire à des épisodes massifs de formation d'étoiles. "Mais lorsque nous avons mesuré les taux de formation d'étoiles", explique Brian McNamara de l'Ohio State University, "nous obtenions 10 à 20 masses solaires par an ou moins." 

Alors qu'est-ce qui pourrait se cacher dans le gaz frais? Au tournant du siècle, McNamara a découvert un indice dans l'amas de galaxies lointaines Hydra A, à environ 840 millions d'années-lumière. À l'aide de l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA, il a montré que de puissants jets chauffaient le gaz environnant à des dizaines de millions de degrés. 

VALVE GRAVITATIONNELLE. S'engageant dans une danse de destruction, les galaxies du groupe appelé Sextet de Seyfert flirtent avec les fusions. 

NASA / J. Anglais, S. Hunsberger, S. Zonak, J. Chaarlton, S. Gallagher et L. Frattare

En 2005, McNamara et ses collaborateurs ont de nouveau utilisé Chandra, cette fois pour imager l'émission de rayons X à partir d'un cluster très éloigné, MS 0735.6 + 7421, qui se trouve à 2,6 milliards d'années-lumière à Camelopardalis. L'équipe a trouvé deux cavités gigantesques dans l'amas. Chacun de ces vides était suffisamment spacieux pour abriter 600 voies lactées. Les cavités se dilataient loin d'un trou noir supermassif. L'équipe a calculé que l'énergie requise pour déplacer ce gaz était d'environ 1061 ergs - l'équivalent de l'énergie libérée par 10 milliards de supernovae. Il s'agit de la plus grande éruption astronomique jamais enregistrée.

Il semble donc que la mystérieuse source de chaleur à l'intérieur des amas de galaxies soit des jets de galaxies actives alimentées par des trous noirs supermassifs. Mais le mystère persiste - les luminosités des jets ne correspondent pas exactement aux taux de refroidissement des rayons X des clusters. Ainsi, alors que l'ensemble du chauffage et du refroidissement des amas de galaxies devient plus clair, il est loin d'être résolu.

Ce que les astronomes savent, c'est que les amas de galaxies massives restent parmi les spots les plus énergétiques du cosmos.

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/greatest-mysteries/2019/07/47-what-happens-at-the-cores-of-galaxy-clusters?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR132FBF_ngK7IOS3TEEf8moPqhlEunOowLl776fFS5Vx4FP66nzTWyIdAw

Flux sombre: les amas de galaxies se déplacent-ils tous dans la même direction?

Publication: lundi 27 janvier 2014

SUJETS CONNEXES: PHOTONS | CONTEXTE DES MICRO-ONDES COSMIQUES

En 2008, les astronomes ont affirmé que des centaines d'amas de galaxies semblaient se déplacer vers une région spécifique du ciel (la zone violette). De nouvelles mesures précises du fond cosmique des micro-ondes du satellite Planck indiquent que ce «flux sombre» n'existe pas. 

NASA / WMAP / A. Kashlinsky et al.

Q: Les astronomes ont-ils appris davantage sur le «flux sombre»? Est-ce que c'est réel?

Bob Honicutt

Ware Shoals, Caroline du Sud

R: Lorsque les photons diffusent des électrons se déplaçant vers nous, les photons gagnent de l'énergie; lorsque les photons diffusent des électrons qui s'éloignent de nous, ils perdent de l'énergie. Cet effet est appelé effet cinématique Sunyaev-Zeldovich (kSZ).

En 2008, Alexander Kashlinsky et ses collaborateurs ont revendiqué la détection d'un «flux sombre» après avoir analysé cet effet kSZ dans le fond micro-ondes cosmique (CMB), le rayonnement résiduel dans l'univers dû au Big Bang. En utilisant les données de la sonde d'anisotropie hyperfréquence de Wilkinson (WMAP), ils ont mesuré la température du CMB et la position des amas de galaxies; les chercheurs ont déduit que de grandes régions de l'univers proche se déplaçaient de manière cohérente. Ces grandes vitesses liées, surnommées un flux sombre, ont posé un défi important à la théorie de la cosmologie standard selon laquelle l'univers a la même apparence partout à grande échelle. De nombreux cosmologistes doutaient de ces affirmations et ont identifié des préoccupations dans l'analyse.

L'an dernier, l'équipe associée à la sonde Planck CMB a analysé ses données et recherché ce flux global. Avec une résolution spatiale et une sensibilité supérieures à WMAP, les instruments Planck sont beaucoup plus réactifs à ces flux sombres. En utilisant le même échantillon de cluster et des données CMB plus sensibles, ils n'ont pas détecté le flux et ont constaté que s'il existait mais était caché dans les données, sa vitesse était inférieure à 158 miles / seconde (254 km / s), plusieurs fois en dessous ce que l'équipe de Kashlinsky a réclamé.

Bien que le flux sombre ne soit probablement pas réel, les cosmologistes ont utilisé l'effet kSZ pour détecter les mouvements des galaxies à grande échelle. Alors qu'il était étudiant de premier cycle à l'Université de Princeton, Nick Hand a dirigé un groupe de scientifiques qui ont utilisé les données du Sloan Digital Sky Survey et du télescope de cosmologie d'Atacama pour étudier les mouvements des amas de galaxies. L'amplitude du signal qu'ils ont détecté est beaucoup plus petite que celle revendiquée par Kashlinsky et ses collègues et est conforme au modèle cosmologique standard.

Alors que le flux sombre a «disparu», l'effet kSZ restera probablement un outil important pour suivre l'évolution de l'univers et inférer la nature de l'énergie sombre - le mystérieux «quelque chose» qui accélère l'expansion cosmique.

David Spergel

Université de Princeton, New Jersey

http://www.astronomy.com/magazine/ask-astro/2014/01/dark-flow?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR30J2bHfuLlDZOP2y3HibK_SBIEx69tw9n1dJltIyFSGtUZVJQxGpir2-I

 

Que se passe-t-il dans les noyaux des amas de galaxies?

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Par David J. Eicher  | Publication: lundi 1 juillet 2019

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MAUVAISE JOURNÉE GALAXIE. Le Galaxy C153, illustré ici, se désintègre alors qu'il laboure dans l'espace. Alors que la galaxie accélère à travers le gaz dans un grand amas de galaxies, elle perd une grande partie de son propre gaz. 

NASA / Adolf Schaller

Les centres de riches amas de galaxies contiennent les concentrations de matière les plus denses de l'univers. Ils sont également parmi les endroits les plus violents que nous connaissons. Alors que le temps passe et que de grandes galaxies pullulent autour des plus douces, des fusions ont lieu. Les grandes galaxies grossissent en mangeant de petites. Pendant ce temps, les mondes sont déchirés, les étoiles déchiquetées et les nuages ​​de gaz compressés en de nouveaux affres imprudents de formation d'étoiles. Nous vivons dans un coin relativement calme de la galaxie de la Voie lactée. En revanche, les centres des amas de galaxies riches sont les endroits les plus chaotiques de l'univers, constamment en activité. 

Jusqu'à récemment, les astronomes pensaient comprendre la formation des amas de galaxies. Alors que la matière s'effondre vers l'intérieur, tirée par la gravité, des groupes de galaxies et des amas de matière se brisent. Les monstres de la scène, les grandes galaxies, tombent vers le centre, où réside la plus grande masse. 

 

 

Le gaz chaud dans le noyau de la grappe perd de l'énergie et se refroidit en émettant des rayons X. Lorsque le gaz à l'intérieur du cluster se refroidit, il se contracte également. Les astronomes ont surnommé ce gaz contractant un flux de refroidissement. Jusqu'en 2006, l'idée était évangélique depuis sa première proposition en 1977.

LOGJAM. Le centre de l'amas de galaxies Abell 1689 apparaît chaotique grâce à un fourré dense d'étoiles et de poussière libéré par sa multitude de galaxies tourbillonnantes.

Équipe scientifique NASA / ESA / ACS

Les amas de galaxies ont jeté quelques surprises aux astronomes. L'un des théoriciens qui est venu avec le modèle de refroidissement-écoulement, Paul Nulsen du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, dit: "Nous pensons maintenant que c'est presque complètement faux." Les chercheurs se concentrent maintenant sur un modèle où des flux plus complexes conduisent le formation et évolution des amas de galaxies. 

Mais le refroidissement au gaz reste une caractéristique importante des derniers modèles. Le problème, c'est que les astronomes ne savent tout simplement pas ce qui chauffe le gaz. Les observations aux rayons X suggèrent qu'une grande quantité de gaz frais devrait être produite dans le cœur des amas de galaxies chaque année. Cela devrait conduire à des épisodes massifs de formation d'étoiles. "Mais lorsque nous avons mesuré les taux de formation d'étoiles", explique Brian McNamara de l'Ohio State University, "nous obtenions 10 à 20 masses solaires par an ou moins." 

Alors qu'est-ce qui pourrait se cacher dans le gaz frais? Vers le début du siècle, McNamara a découvert un indice dans l'amas de galaxies lointaines Hydra A, à environ 840 millions d'années-lumière. À l'aide de l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA, il a montré que de puissants jets chauffaient le gaz environnant à des dizaines de millions de degrés. 

VALVE GRAVITATIONNELLE. S'engageant dans une danse de destruction, les galaxies du groupe appelé Sextet de Seyfert flirtent avec les fusions. 

NASA / J. Anglais, S. Hunsberger, S. Zonak, J. Chaarlton, S. Gallagher et L. Frattare

En 2005, McNamara et ses collaborateurs ont de nouveau utilisé Chandra, cette fois pour imager l'émission de rayons X à partir d'un cluster très éloigné, MS 0735.6 + 7421, qui se trouve à 2,6 milliards d'années-lumière à Camelopardalis. L'équipe a trouvé deux cavités gigantesques dans l'amas. Chacun de ces vides était suffisamment spacieux pour abriter 600 voies lactées. Les cavités se dilataient loin d'un trou noir supermassif. L'équipe a calculé que l'énergie nécessaire pour déplacer ce gaz était d'environ 1061 ergs - l'équivalent de l'énergie libérée par 10 milliards de supernovae. Il s'agit de la plus grande éruption astronomique jamais enregistrée.

Il semble donc que la mystérieuse source de chaleur à l'intérieur des amas de galaxies soit des jets de galaxies actives alimentées par des trous noirs supermassifs. Mais le mystère persiste - les luminosités des jets ne correspondent pas exactement aux taux de refroidissement des rayons X des clusters. Ainsi, alors que l'image globale du chauffage et du refroidissement des amas de galaxies devient plus claire, il est loin d'être résolu.

Ce que les astronomes savent, c'est que les amas de galaxies massives restent parmi les spots les plus énergétiques du cosmos.

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/greatest-mysteries/2019/07/47-what-happens-at-the-cores-of-galaxy-clusters?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR2l-3F9HE5uML9YlfQg3U8X2xzfzGImpnr2igkisiHrCUASZG-OFJNUbh8