Enquête sur la galaxie naine des marées J1023+1952

Les Galaxies Naines de Marée (GND) sont de petites galaxies qui se forment à partir des résidus de galaxies plus grandes lorsqu'elles entrent en collision. Cela les rend intéressantes pour étudier comment les étoiles naissent dans des conditions extrêmes. Dans cet article, nous parlerons d'une GND spécifique connue sous le nom de J1023+1952, située dans un système appelé Arp 94. Nous discuterons des ondes radio émises par ces galaxies et de ce qu'elles nous apprennent sur la Formation des étoiles.

#Quelles sont les galaxies naines de marée ?

Lorsque deux galaxies interagissent, leurs forces gravitationnelles étirent et tirent sur leurs matériaux, créant de longues traînées faites d'étoiles et de gaz. Parfois, ces traînées peuvent s'effondrer sous leur propre gravité pour former de nouvelles petites galaxies appelées GND.

Les GND possèdent des caractéristiques uniques qui les distinguent des galaxies naines traditionnelles. Par exemple, elles ont généralement une composition métallique similaire à celle de leurs galaxies parentes. Ce contenu métallique leur permet d'utiliser le monoxyde de carbone (CO) comme un signal fiable pour étudier le gaz dans ces galaxies. De plus, les GND ont typiquement moins de matière noire, qui est la substance invisible qui compose la majeure partie de la masse de l'univers. Ce manque de matière noire signifie qu'elles ont souvent des ratios de gaz plus élevés et peuvent connaître une formation d'étoiles plus intense.

Malgré leurs propriétés uniques, il reste encore de nombreuses inconnues sur les GND, en particulier concernant leur fréquence de formation et leur durée de vie.

#Le système Arp 94

J1023+1952 est une GND riche en gaz qui fait partie du système Arp 94. Ce système est principalement composé de deux galaxies : NGC 3227, qui est une galaxie spirale barrée, et NGC 3226, une galaxie elliptique. La distance au système Arp 94 est estimée à environ 14,5 millions d'années-lumière.

Des études montrent que J1023+1952 se comporte différemment de NGC 3227 en termes de son mouvement. J1023+1952 est positionnée dans la traînée de marée de NGC 3227 et chevauche partiellement son disque. Cela signifie que lorsque nous regardons les deux ensemble, il peut être difficile de déterminer d'où proviennent les signaux radio.

Il y a deux raisons clés pour lesquelles J1023+1952 est classée comme une GND. Premièrement, un groupe de nœuds brillants et bleus de formation d'étoiles a été identifié à l'intérieur. Ces nœuds ont des luminosités très élevées et se déplacent à des vitesses similaires à celles des nuages de gaz qui les entourent, indiquant qu'ils sont séparés de leur galaxie parente. Deuxièmement, la métallisité de ces nœuds est proche de celle de NGC 3227, ce qui renforce encore l'idée que J1023+1952 est une GND.

#Observations radio

Pour en savoir plus sur J1023+1952, les scientifiques ont utilisé des ondes radio d'un télescope spécial connu sous le nom de Karl G. Jansky Expanded Very Large Array (EVLA). Les observations ont été réalisées entre 1 et 2 GHz, dans le but d'identifier des signaux radio qui pourraient nous en dire plus sur cette GND.

Les observations radio sont essentielles pour aider à comprendre la formation des étoiles. Lorsque les étoiles se forment, elles émettent à la fois un rayonnement thermique (chaleur) et un rayonnement non thermique (ondes radio provenant des rayons cosmiques). En étudiant ces signaux radio, nous pouvons obtenir des informations sur les différents processus se déroulant dans des endroits comme J1023+1952.

#Émission Radio et formation des étoiles

En général, les ondes radio peuvent provenir de deux sources principales : les émissions thermiques et non thermiques.

• Émission thermique : Ce type d'émission provient de gaz chauds et est lié à la présence d'hydrogène ionisé, qui se trouve souvent dans les régions de formation d'étoiles.

• Émission non thermique : Cela provient des rayons cosmiques et est lié à des processus comme les explosions de supernova. Lorsque des étoiles massives meurent, elles peuvent envoyer des ondes de choc qui accélèrent des particules, créant des émissions radio.

Dans J1023+1952, nous supposons qu'il y a à la fois des émissions thermiques et non thermiques provenant des nœuds de formation d'étoiles. Cependant, la composante thermique a été trouvée en dessous du seuil de détection dans l'étude, ce qui signifie qu'il est difficile de la trouver en utilisant ces données.

#Résultats des données radio

Grâce aux données radio collectées, les chercheurs ont découvert qu'il y a plus d'émission radio autour de la région où se trouve J1023+1952. Cela pourrait suggérer que certains des signaux proviennent effectivement de la GND, bien qu'une partie significative puisse encore provenir du disque spiral chevauchant de NGC 3227.

Les observations ont révélé une région importante où le spectre radio est plus plat que prévu, ce qui pourrait indiquer un processus où des nuages de gaz entrent en collision et accélèrent des rayons cosmiques, entraînant une augmentation de l'émission radio.

L'étude a conclu que, bien que J1023+1952 présente un potentiel pour en apprendre davantage sur la formation des étoiles, il reste incertain combien des signaux radio observés proviennent réellement de la GND elle-même par rapport au disque de fond de la galaxie spirale.

#Analyse des ondes radio

Les données radio collectées ont été soigneusement analysées pour créer des cartes et dériver l'indice spectral, qui aide à comprendre la nature de l'émission. L'indice spectral fournit des indices sur le type de processus qui se produisent dans la galaxie.

Dans les régions de formation d'étoiles, l'indice spectral peut varier, devenant souvent plus abrupt à mesure que les rayons cosmiques vieillissent et s'éloignent de leurs emplacements d'origine. Cette variance peut également fournir des informations sur l'histoire de la formation des étoiles dans une galaxie.

#Comparaison des régions d'émission

En examinant différentes régions au sein du système Arp 94, les chercheurs ont pu comparer les niveaux d'émission radio entre les zones supposées dominées par J1023+1952 et celles dominées par NGC 3227. En utilisant la symétrie dans la structure de la galaxie spirale, les scientifiques ont estimé l'émission radio provenant de la GND en la comparant à des zones symétriques où aucune influence de GND n'est attendue.

Cette analyse a suggéré une limite supérieure possible sur l'émission qui pourrait être attribuée à J1023+1952. Malgré les incertitudes, l'approche a fourni des informations précieuses sur les émissions radio dans le système.

#Directions futures

Il reste encore beaucoup à explorer concernant les GND et leur rôle dans l'évolution des galaxies. L'étude des émissions radio des GND comme J1023+1952 est encore nouvelle, et seules quelques-unes ont été confirmées jusqu'à présent. Davantage d'observations axées sur ces galaxies uniques sont nécessaires pour mieux comprendre leurs propriétés et les processus de formation d'étoiles qui s'y déroulent.

Alors que nous rassemblons plus de données, nous pouvons améliorer notre compréhension de la façon dont les GND interagissent avec leur environnement et quel rôle elles jouent dans le paysage cosmique plus large. Cette recherche a le potentiel de révéler de nouvelles connaissances sur l'évolution de l'univers et les cycles de vie des galaxies.

#Conclusion

En résumé, la GND J1023+1952 est un sujet passionnant pour l'étude astrophysique. Avec l'aide des observations radio, les chercheurs ont commencé à lever les couches de connaissances entourant sa formation et les processus de formation d'étoiles. Les résultats du système Arp 94 contribuent à notre compréhension des interactions entre galaxies et des dynamiques complexes des petites galaxies qui émergent de ces interactions.

Alors que nous continuons à enquêter, nous pouvons espérer obtenir plus d'informations sur la formation et l'évolution des galaxies, les environnements qu'elles habitent, et les processus fondamentaux qui régissent leur développement au fil du temps cosmique.