Le cycle de vie des galaxies de type précoce
Un aperçu de la formation des étoiles et du rôle des AGN dans les galaxies de type précoce.
Oleh Ryzhov, Michał J. Michałowski, J. Nadolny, J. Hjorth, A. Leśniewska, M. Solar, P. Nowaczyk, C. Gall, T. T. Takeuchi
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Table des matières
- Que se passe-t-il dans les galaxies de type précoce ?
- Comment la formation d'étoiles s'arrête-t-elle ?
- Le mystère des étoiles manquantes
- Classification des Galaxies
- Nos découvertes sur les AGN
- Le rôle des étoiles anciennes
- Comprendre l'impact des rétroactions AGN
- Et l'environnement ?
- Poussière et température
- Taux de formation d'étoiles
- L'importance des flux sortants
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les galaxies sont d'énormes collections d'étoiles, de gaz, de poussière et de matière noire liées par la gravité. Elles viennent sous différentes formes et tailles. Certaines sont spirales, comme notre Voie Lactée, tandis que d'autres sont plus arrondies, appelées Galaxies de type précoce (ETG). Ces ETG incluent les galaxies elliptiques et lenticulaires, qui sont comme les vieux cousins tranquilles des galaxies spirales agitées.
Que se passe-t-il dans les galaxies de type précoce ?
Dans les galaxies de type précoce, la formation d'étoiles peut ralentir ou même s'arrêter complètement. Quand cela se produit, on dit que la galaxie a été "éteinte". Imagine une cafetière chaude qui manque d'eau-tu ne peux pas faire de thé sans eau ! Dans les galaxies, l'eau, c'est le Milieu Interstellaire (ISM)-un mélange de gaz et de poussière qui aide à former des étoiles nouvelles.
Comment la formation d'étoiles s'arrête-t-elle ?
Il y a plein de raisons pour lesquelles la formation d'étoiles peut ralentir dans une galaxie. Une grosse raison, c'est l'évacuation de l'ISM froid. Si le gaz est emporté ou chauffé, il ne peut pas former de nouvelles étoiles. C'est comme vider une piscine et ensuite essayer d'y nager-il n'y a plus d'eau !
Plusieurs choses peuvent retirer l'ISM des galaxies :
- Supernovae : Quand des étoiles massives explosent, elles expulsent beaucoup de gaz.
- Noyaux Galactiques Actifs (AGN) : Ce sont des trous noirs supermassifs au centre des galaxies qui peuvent aussi pousser le gaz avec leur énergie.
- Turbulence et fusions : Quand des galaxies se percutent, elles peuvent forcer le gaz à sortir.
Le mystère des étoiles manquantes
Dans cette étude, on a examiné 2 409 galaxies de type précoce poussiéreuses pour voir ce qui se passe avec leur ISM. En utilisant des techniques spéciales, on peut classer les galaxies et déterminer qui cause la fuite du gaz.
On a vérifié les émissions des galaxies, qui ressemblent à leurs voix. Tout comme les gens peuvent avoir des sons différents en fonction de leur volume ou s’ils chuchotent, les galaxies ont différentes émissions selon ce qui se passe à l'intérieur. On a écouté attentivement ces émissions pour classer les galaxies en différents groupes selon leurs sources principales d'énergie.
Classification des Galaxies
On a utilisé deux principales méthodes de classification pour mieux comprendre ces galaxies :
- Diagramme BPT : Cette méthode utilise certaines émissions des galaxies pour voir si elles forment des étoiles ou si elles ont une forte activité AGN.
- Diagramme WHAN : Cette nouvelle méthode peut classer encore plus de galaxies, y compris celles qui sont plus difficiles à analyser.
Les diagrammes BPT et WHAN nous aident à identifier si une galaxie forme principalement des étoiles, est dominée par des AGN, ou se situe quelque part entre les deux.
Nos découvertes sur les AGN
D'après nos recherches, on a découvert que les AGN puissants jouent un grand rôle dans l'évacuation de l'ISM des galaxies jeunes. Si une galaxie a moins d'un milliard d'années, l'AGN a une influence forte. Mais à mesure que les galaxies vieillissent, les AGN semblent se faire plus discrets tandis que d'autres sources, comme les étoiles âgées, commencent à jouer un rôle plus significatif.
Pense à ça : une jeune galaxie, c'est comme un adolescent énergique qui organise des fêtes sauvages (AGN), tandis qu'une galaxie plus âgée devient plus comme un retraité tranquille qui préfère des soirées paisibles (étoiles anciennes).
Le rôle des étoiles anciennes
Dans les galaxies plus âgées, les étoiles plus jeunes se sont estompées, et quelque chose d'autre devient important : le chauffage et l'ionisation causés par des étoiles chaudes de faible masse, appelées HOLMES. Ces étoiles ne sont pas des fêtardes, mais elles réussissent quand même à influencer l'ISM, gardant les choses suffisamment chaudes pour influencer la formation d'étoiles.
Comprendre l'impact des rétroactions AGN
Les rétroactions AGN, c'est quand l'énergie ou les flux sortants du trou noir affectent l'environnement de la galaxie. Dans nos découvertes, on a découvert que les rétroactions AGN sont significatives pour les galaxies jeunes mais diminuent à mesure que la galaxie vieillit.
C'est comme un groupe de rock qui commence fort et énergique mais finit par se calmer et jouer des mélodies plus douces en vieillissant. Même s'ils ont encore un peu d'énergie, ce n’est pas aussi percutant que lors de leurs débuts.
Et l'environnement ?
On a aussi jeté un œil à l'environnement autour de ces galaxies. Certaines galaxies sont regroupées, tandis que d'autres sont solitaires. On a trouvé que seulement quelques-unes des galaxies de notre étude faisaient partie d'un groupe dense. La plupart semblent mener leur propre vie, ce qui suggère que d'être autour d'autres galaxies ne joue pas un grand rôle dans l'évacuation de leur ISM.
Poussière et température
La poussière est une partie importante de l'ISM, et on a examiné comment la température et la quantité de poussière changeaient à mesure que les galaxies vieillissaient. Il s'avère que les températures de poussière froide baissent généralement à mesure que les galaxies vieillissent. Pense à la couverture chaude de grand-mère qui devient moins douillette avec le temps !
Cependant, la poussière froide dans les galaxies AGN reste plus chaude que celle dans les galaxies non-AGN quand elles sont jeunes. La différence de température nous en dit long sur ce qui se passe là-bas.
Taux de formation d'étoiles
Les taux de formation d'étoiles (SFR) mesurent combien de nouvelles étoiles une galaxie crée. On a constaté que les SFR sont les plus élevés dans les galaxies jeunes, ce qui fait sens puisqu'elles sont pleines de gaz frais prêtes à faire des étoiles. À mesure que les galaxies vieillissent, leurs SFR déclinent, comme une bibliothèque qui perd ses nouveaux livres avec le temps.
L'importance des flux sortants
Un autre élément du puzzle, c'est combien de gaz sont expulsés de ces galaxies, appelés flux sortants. On a mesuré les taux de flux sortants et trouvé que les galaxies avec AGN ont probablement des flux sortants puissants, surtout quand elles sont jeunes.
C'est comme quand tu secoues une canette de soda-une fois que tu ouvres le couvercle, ça gicle partout ! Les jeunes galaxies avec AGN sont celles qui sont probablement en train de projeter leur gaz dehors, tandis que les galaxies plus âgées gardent leur gaz un peu plus contenu.
Conclusion
En résumé, on a appris que les galaxies de type précoce font face à de nombreux défis pour maintenir leur formation d'étoiles. L'évacuation de l'ISM joue un rôle crucial, et ce processus change à mesure que les galaxies vieillissent.
Les rétroactions AGN sont significatives dans les galaxies jeunes mais pas tellement dans les plus âgées. Au lieu de cela, les galaxies plus anciennes comptent davantage sur les étoiles anciennes pour influencer leur ISM. L'environnement dans lequel se trouvent ces galaxies ne semble pas jouer un grand rôle dans ce processus, la plupart des galaxies menant leur propre vie.
Tout comme la vie, les galaxies grandissent, changent et s'adaptent, nous montrant à quel point l'univers peut être dynamique. Que ce soit à travers les fêtes bruyantes des AGN ou la présence tranquille des étoiles anciennes, le parcours de ces galaxies est à la fois complexe et fascinant.
Titre: The Fate of the Interstellar Medium in Early-type Galaxies. V. AGN Feedback from Optical Spectral Classification
Résumé: Quenching of star-formation plays a fundamental role in galaxy evolution. This process occurs due to the removal of the cold interstellar medium (ISM) or stabilization against collapse, so that gas cannot be used in the formation of new stars. In this paper, we study the effect of different mechanisms of ISM removal. In particular, we revised the well-known Baldwin-Philips-Terlevich (BPT) and $\mathrm{EW_{H\alpha}}$ vs. $\mathrm{[NII]/H\alpha}$ (WHAN) emission-line ratio diagnostics, so that we could classify all galaxies, even those not detected at some emission lines, introducing several new spectral classes. We use spectroscopic data and several physical parameters of 2409 dusty early-type galaxies in order to find out the dominant ionization source [active galactic nuclei (AGNs), young massive stars, hot low-mass evolved stars (HOLMES)] and its effect on the ISM. We find that strong AGNs can play a significant role in the ISM removal process only for galaxies with ages lower than $10^{9.4}$ yr, but we cannot rule out the influence of weak AGNs at any age. For older galaxies, HOLMES/planetary nebulae contribute significantly to the ISM removal process. Additionally, we provide the BPT and WHAN classifications not only for the selected sample but also for all 300000 galaxies in the GAMA fields.
Auteurs: Oleh Ryzhov, Michał J. Michałowski, J. Nadolny, J. Hjorth, A. Leśniewska, M. Solar, P. Nowaczyk, C. Gall, T. T. Takeuchi
Dernière mise à jour: 2024-11-15 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.10517
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.10517
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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