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# Physique# Astrophysique des galaxies

Nouvelles découvertes sur les galaxies voisines

Des observations récentes nous éclairent sur le lien entre les structures des galaxies.

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Dans l'immense univers, il y a beaucoup de galaxies, et parmi elles, sept grandes ont attiré l'attention des scientifiques. Ces galaxies ont été observées grâce à un télescope spécial conçu pour capter des signaux radio à basse fréquence. C'est un peu comme essayer de trouver quelqu'un dans une pièce bondée en écoutant très attentivement sa voix.

Ce qu’on a fait

On a utilisé un outil super puissant appelé le Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT) pour regarder ces galaxies. Imagine un appareil auditif super sensible pour écouter des chuchotements dans une pièce bruyante. On s'est concentré sur les ondes radio qui viennent de ces galaxies, surtout dans la gamme de 0,3 à 0,5 GHz. Le but était d’avoir une vue claire de ce qui se passe dans ces galaxies et de chercher des caractéristiques cachées.

En faisant ça, on a découvert que nos observations étaient bien meilleures que les précédentes, avec une sensibilité environ trois à quatre fois plus élevée. Ça nous a permis de voir des choses que personne n'avait vues avant, ce qui est toujours un bonus dans la recherche spatiale.

Les galaxies qu'on a observées

Les stars de notre show sont sept grandes galaxies voisines, qu'on va appeler nos copines galaxies. Elles comprennent NGC3344, NGC3623, NGC3627, NGC3628, NGC4096, NGC4594 et NGC4631. Certaines de ces galaxies sont presque alignées sur le bord par rapport à nous, ce qui les rend parfaites pour notre étude.

Trouver de nouveaux halos radio

Une découverte excitante a été la détection de grands halos radio, qui ressemblent à des nuages atmosphériques entourant ces galaxies. Pour la première fois, on a pu voir certains de ces halos en détail. Deux galaxies, NGC3344 et NGC3627, ont révélé des émissions diffuses significatives, un peu comme des chuchotements nous parlant de l'activité qui se passe à l'intérieur. Les halos qu'on a détectés étaient beaucoup plus grands à 0.4 GHz que ce qu'on avait vu dans des observations précédentes à des fréquences plus élevées.

Pourquoi c'est important ?

Alors, tu te demandes peut-être pourquoi tout ce listening des ondes radio est important. Les halos radio sont étroitement liés à la galaxie elle-même et nous aident à comprendre la connexion entre le disque de la galaxie-une région plate et fine-et son halo. Le disque, c'est là où les étoiles et le gaz traînent, tandis que le halo est plutôt comme un espace libre où les choses peuvent devenir un peu folles.

Étudier les halos radio nous aide à en apprendre sur les Rayons cosmiques, qui sont des particules à haute énergie voyageant dans l'espace. On a trouvé des indices qui suggèrent que ces rayons cosmiques s'échappent du disque de la galaxie et flottent dans le halo. C'est comme découvrir que le chat de ton voisin a été discrètement dans ton jardin !

Nouvelles découvertes dans les images radio

Dans notre quête, on a généré de nouvelles images de certaines de ces galaxies à différentes fréquences. On a trouvé que les émissions radio se comparent à la chaleur d'un feu de camp, plus tu es proche, mieux tu ressens la chaleur. On a mesuré la luminosité des ondes radio et découvert qu'elles se répandaient différemment par rapport aux images à haute fréquence.

À partir de nos observations, on a créé des cartes montrant comment différentes zones de ces galaxies se comportent en termes d'émissions radio. Les cartes ont révélé qu'on pouvait souvent voir un spectre s'accentuant dans les régions halo. Pense à l'effet canne de bonbon : les bords extérieurs sont un peu différents du centre !

L'importance des champs magnétiques et des rayons cosmiques

En creusant plus, on a réalisé que les champs magnétiques à l'intérieur de ces galaxies jouent un rôle important. Ces champs agissent comme des gardes qui aident à contrôler comment les rayons cosmiques se déplacent et interagissent avec la galaxie. Les ondes radio nous aident à comprendre à quel point ces champs magnétiques sont forts, ce qui est crucial pour étudier comment les galaxies évoluent au fil du temps.

On pourrait dire que l'interaction entre les rayons cosmiques, les champs magnétiques et les émissions radio est un peu comme une fête dansante. Chaque participant a ses propres mouvements, et comprendre leurs interactions crée une meilleure image de l'ensemble de l'événement.

Qu'est-ce qu'on a appris à plus grande échelle ?

Quand on a regardé le tableau d’ensemble, on a remarqué quelque chose d'intéressant. Les échelles des mouvements de ces rayons cosmiques dans le halo sont plus grandes que celles dans le disque de la galaxie. C'est comme découvrir que les gens au bord de la piste de danse s'amusent beaucoup plus que ceux coincés au milieu !

Ce qui est encore plus fascinant, c'est qu'on a découvert que le transport supplémentaire des rayons cosmiques peut être influencé par les champs magnétiques. C'est la version de l'univers d'un système autoroutier, aidant les rayons cosmiques à voyager du disque au halo.

Un examen plus attentif de chaque galaxie

Jetons un œil de plus près à chacune de nos sept copines galaxies et à ce qu'on a découvert sur elles.

NGC3344

Cette galaxie est une beauté isolée avec quelques anneaux et barres. Nos observations ont révélé une Densité de flux totale de 265 mJy à 0.4 GHz, montrant à quel point elle est animée autour du disque. On pouvait voir les faibles émissions autour de ses bords, qui avaient été cachées auparavant. C’est le genre de chose qui te fait réfléchir à deux fois sur ce qui est vraiment là !

NGC3623

Une galaxie presque de profil qui a aussi donné des résultats intéressants. On a mesuré une densité de flux totale de 78 mJy, et cette galaxie montrait un disque allongé qui ajoutait à son caractère. C’est comme quand quelqu'un ajoute un détail intéressant à sa coiffure, le rendant distinct dans une foule.

NGC3627

Faisant partie du triplet de Leo, NGC3627 nous a tous surpris ! On a estimé une densité de flux intégrée de 1,37 Jy, mettant en avant ses émissions vibrantes. Elle a aussi révélé des halos plus grands que les observations précédentes-comme une tendance de mode qui devient de plus en plus grande et audacieuse.

NGC3628

Un autre membre du triplet de Leo, NGC3628 est connue pour lancer des tendances. Nos observations ont capté une densité de flux totale d'environ 1,2 Jy. Le halo de la galaxie rappelle les chuchotements qui résonnent dans l'univers.

NGC4096

Avec une densité de flux totale de 137 mJy, on a découvert que cette galaxie a des caractéristiques uniques. Son halo apparaissait plus proéminent sur les images à 0.4 GHz comparé aux fréquences plus élevées-imagine porter une tenue flashy qui ressort dans les photos !

NGC4594

Connue sous le nom de galaxie Sombrero, NGC4594 a révélé de nouveaux détails avec une densité de flux totale de 118 mJy. Pour la première fois, on a détecté un halo significatif qui n'est pas juste lié au trou noir central-lui donnant un nouveau sens de l'espace !

NGC4631

Enfin, NGC4631, qui est une autre galaxie presque de profil, a montré une densité de flux totale de 2,69 Jy. Elle fait partie d'une danse compliquée avec des compagnons voisins et a mis en lumière comment les champs magnétiques interagissent de manière qu’on n’avait pas réalisé auparavant.

Le tableau d'ensemble : comprendre l'évolution des galaxies

En rassemblant toutes ces infos, on commence à voir comment étudier les émissions radio nous aide à comprendre les galaxies dans leur ensemble. On recueille des informations sur leurs champs magnétiques et les rayons cosmiques, nous rapprochant de la compréhension de la grande danse de l'univers. Le travail qu'on a fait améliore notre compréhension de comment les galaxies évoluent au fil du temps, et on ne peut que se demander où nos investigations nous mèneront ensuite.

Pour conclure

Pour résumer, nos observations des sept grandes galaxies voisines nous ont menés à plusieurs découvertes passionnantes. Les halos radio ont révélé de nouveaux aperçus sur les connexions entre le disque et le halo des galaxies. Avec une sensibilité améliorée, on a pu identifier des halos plus grands et des rayons cosmiques qui s'échappent dans les régions extérieures de la galaxie, peignant un tableau plus riche de l'univers.

La prochaine fois que tu regardes les étoiles, souviens-toi que même les plus petits chuchotements des galaxies à des milliards d'années-lumière peuvent nous raconter des histoires captivantes de fêtes cosmiques. Et qui sait, peut-être qu'il y a une galaxie là-bas qui attend juste son moment sous les projecteurs !

Source originale

Titre: Radio Continuum Halos of 7 Nearby Large Galaxies using uGMRT

Résumé: We present the results of deep radio observations of 7 nearby large galaxies observed using the upgraded Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT) 0.3-0.5 GHz receivers with an angular resolution of $\sim$10 arcsec. The achieved sensitivities of these observations range from $\approx$15 to 50 $\mu$Jy/beam which is $\approx$3-4 factor lower than the previous observations at these frequencies. For 2 galaxies (NGC3344 and NGC3627) with moderate inclination angles, significant diffuse emissions are seen for the first time. Detected radio halos in the vertical direction are significantly larger in our 0.4 GHz maps than compared to the observations at $\sim$1.5 GHz for 4 nearly edge-on galaxies - NGC3623, NGC4096, NGC4594, and NGC4631. For these 4 galaxies, significantly larger halos are also detected along the galaxy disk. For NGC3623 and NGC4594, we could detect elongated radio disks which was not seen before. We also present new uGMRT images of NGC3344 and NGC3623 at 1.3 GHz and a new VLA image of NGC3627 at 1.5 GHz. We fitted an exponential function to the flux densities along different cross-cuts and found a significantly wider distribution at 0.4 GHz uGMRT images than compared to the high-frequency images at $\sim$1.5 GHz. Using maps at 0.144, 0.4, and $\sim$1.5 GHz, we made spectral index maps of the 7 sample galaxies and found steepening of the spectrum up to a value of $\sim$ -1.5 in the halo regions of the galaxies.

Auteurs: Souvik Manna, Subhashis Roy, Tapas Baug

Dernière mise à jour: 2024-11-04 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.02002

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.02002

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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