Nouvelles idées sur les galaxies obscurcies par la poussière

Dans l'immensité de l'espace, y'a plein de galaxies cachées derrière de la poussière. Ces galaxies sont difficiles à voir parce que la poussière absorbe et disperse la lumière qu'elles émettent. Certaines de ces galaxies sont sombres dans l'infrarouge proche, ce qui veut dire qu'on peut pas les détecter facilement avec des télescopes normaux qui cherchent la lumière infrarouge. On peut seulement les trouver avec des télescopes radio puissants comme l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Récemment, les astronomes se sont concentrés sur l'étude de ces galaxies obscurcies pour en apprendre plus sur leurs propriétés et comprendre comment elles se forment.

Cet article parle des découvertes faites à partir d'observations de trois galaxies spécifiques situées derrière deux amas de galaxies massifs. Ces amas aident à grossir la lumière des galaxies, ce qui facilite leur détection. Les observations montrent comment ces galaxies forment des étoiles et comment elles diffèrent des autres galaxies connues. En les étudiant, les scientifiques espèrent obtenir des infos sur la formation des galaxies dans l'univers primordial.

#Observations des Galaxies Poudrées

Les astronomes ont utilisé le télescope ALMA pour observer trois galaxies qui sont faibles mais qui ont été rendues plus brillantes à cause de l'effet de Lentille gravitationnelle causé par deux amas de galaxies massifs : MACS J0417.5-1154 et RXC J0032.1+1808. Les trois galaxies ont été initialement détectées dans l'Alma Lensing Cluster Survey et se sont révélées avoir une faible luminosité dans le spectre infrarouge.

Les chercheurs se sont concentrés sur la détection de lignes d'émission spécifiques des molécules dans ces galaxies. Ils ont réussi à identifier des émissions de monoxyde de carbone (CO) et de carbone neutre ([C I]) lors de leurs observations. Ces émissions aident à déterminer le décalage vers le rouge des galaxies, ce qui indique à quelle distance elles se trouvent et à quelle vitesse elles s'éloignent de nous.

Les valeurs de décalage vers le rouge pour les trois galaxies étaient d'environ 2.391 et 2.985. Ça montre qu'elles sont assez éloignées, existant quand l'univers était plus jeune. Les chercheurs ont trouvé que ces galaxies se situent sur la séquence principale de formation d'étoiles, ce qui montre qu'elles sont actives dans la formation d'étoiles, bien qu'elles aient moins de masse stellaire que les galaxies submillimétriques typiques.

#Caractéristiques des Galaxies

Les galaxies étudiées sont considérées comme des galaxies formant des étoiles poussiéreuses (DSFGs). Les chercheurs ont découvert qu'elles avaient des temps d'épuisement du gaz variés, c'est-à-dire le temps nécessaire pour que le gaz dans la galaxie soit utilisé pour former des étoiles. Le temps d'épuisement du gaz peut indiquer à quelle vitesse une galaxie consomme ses ressources en gaz pour alimenter la formation d'étoiles.

Une des galaxies parmi les trois est une galaxie typique formant des étoiles, ce qui signifie que son Taux de formation d'étoiles correspond aux schémas attendus. Elle a montré que son temps d'épuisement du gaz suit des relations établies observées dans d'autres galaxies. Cette galaxie a une forme qui suggère qu'elle est vue sous un angle qui la rend allongée, indiquant que ces galaxies vues de côté peuvent être fortement obscurcies par leur propre poussière.

Cette découverte implique que certaines galaxies typiques formant des étoiles pourraient être manquées dans les relevés à cause de leur orientation et de la poussière qui les cache. La recherche suggère que les relevés profonds existants pourraient ne pas capturer pleinement la présence de ces galaxies.

#Poussière et Absorption de Lumière

La poussière joue un rôle important dans la façon dont on observe les galaxies. Elle absorbe la lumière émise par les jeunes étoiles et la réémet dans la gamme infrarouge lointaine. En conséquence, les galaxies poussiéreuses peuvent sembler très faibles dans les parties optiques et infrarouges proches du spectre, rendant difficile leur visualisation claire. À la place, elles brillent intensément dans les longueurs d'onde infrarouges lointaines et submillimétriques.

Les astronomes classifient les galaxies poussiéreuses selon leur degré d'obscurcissement. Beaucoup de galaxies trouvées dans l'univers primordial sont obscurcies par la poussière et ne deviennent visibles que par des techniques spécifiques impliquant des télescopes plus puissants. Le télescope ALMA permet aux chercheurs de détecter ces galaxies plus faibles qui ne sont pas apparentes dans les relevés optiques conventionnels.

L'étude de ces galaxies obscurcies par la poussière est essentielle pour comprendre leur rôle dans l'évolution des galaxies et les processus qui mènent à la formation d'étoiles. Malgré leur faiblesse, ces objets pourraient représenter une population significative de galaxies massives qui contribuent à la structure de l'univers.

#Méthodologie de l'Étude

La recherche a impliqué la collecte de diverses données provenant de différents télescopes pour mieux caractériser les trois galaxies. Cela comprenait des mesures provenant d'observations optiques, infrarouges proches, infrarouges lointains et submillimétriques. En combinant les données de ces différentes sources, les scientifiques pouvaient avoir une meilleure idée des propriétés physiques des galaxies, comme la masse des étoiles, leurs taux de formation d'étoiles, la quantité de poussière et les propriétés du gaz.

En utilisant des techniques de modélisation avancées, l'équipe a pu dériver les propriétés physiques des galaxies et analyser comment elles s'inscrivent dans le contexte plus large de la formation des galaxies. Les observations ont également offert une occasion de vérifier des prédictions précédentes sur les propriétés des galaxies basées sur des modèles existants de l'évolution des galaxies.

#Sélection des Cibles et Stratégie d'Observation

Pour cette étude, des galaxies cibles spécifiques ont été choisies en fonction de leurs couleurs rouges, qui sont indicatives de leur contenu en poussière. Ces galaxies sombres dans l'infrarouge proche apparaissent généralement très faibles et devaient être choisies soigneusement à partir de catalogues existants et de données d'enquêtes précédentes. Les chercheurs visaient à trouver des galaxies faibles qui pouvaient être étudiées en détail grâce aux effets de grossissement des amas de galaxies.

Une fois sélectionnées, ils ont effectué des observations en balayage avec ALMA pour détecter les lignes d'émission d'intérêt. Différentes fréquences ont été scannées pour localiser les émissions de CO et [C I], aidant à identifier les caractéristiques et les distances des galaxies en question.

#Résultats des Observations

Les données ont révélé des caractéristiques intéressantes des trois galaxies. La première galaxie, désignée M0417-z365, avait une région de formation d'étoiles compacte avec une cohérence spécifique entre sa masse stellaire et son taux de formation d'étoiles. La deuxième galaxie, R0032-z239, affichait également des traits similaires mais avec des propriétés physiques légèrement différentes. Enfin, R0032-z299 a été identifié comme étant moins massive que les deux autres mais avec une distribution de poussière plus étendue.

Les observations de ces galaxies ont fourni des infos sur la façon dont elles s'inscrivent dans le spectre plus large des galaxies formant des étoiles. Elles ont montré une diversité en termes de temps d'épuisement du gaz, d'étendue spatiale des émissions de poussière, et comment la formation d'étoiles se produit dans ces environnements poussiéreux.

#Le Rôle de l'Atténuation par la Poussière

Un des points clés soulevés dans cette recherche est le rôle de la poussière dans l'atténuation de la lumière provenant de ces galaxies. L'étude a trouvé que l'alignement d'une galaxie, en particulier si elle est vue de côté, joue un rôle significatif dans la quantité de poussière qui obscurcit la lumière qui en émane. Cela peut mener à sous-estimer la présence de certaines galaxies formant des étoiles dans les enquêtes.

L'équipe a suggéré que comprendre l'orientation d'une galaxie est crucial, car cela détermine la luminosité observée et si elle peut être détectée par des méthodes d'observation standard. Cette découverte soulève des questions importantes sur combien de galaxies normales formant des étoiles pourraient être manquées à cause de leur obscurcissement par la poussière et de leur orientation.

#Discussion des Découvertes

Les résultats suggèrent que les populations de galaxies poussiéreuses formant des étoiles sont plus diverses que ce qui était précédemment reconnu. Les distinctions entre les galaxies compactes comme M0417-z365 et R0032-z239 et la plus étendue R0032-z299 démontrent que différentes voies évolutives peuvent être à l'œuvre au sein de ce groupe de galaxies.

M0417-z365 et R0032-z239 semblent compactes et formant des étoiles à des taux qui les alignent avec les galaxies typiques formant des étoiles, mais elles sont aussi sujettes à une forte atténuation par la poussière. Cela suggère qu'elles peuvent être en voie d'évoluer ou de se transformer à travers différentes phases de formation d'étoiles.

D'un autre côté, R0032-z299 affiche des caractéristiques d'être dans un état d'évolution plus avancé avec un taux de formation d'étoiles brillant. Ses propriétés physiques indiquent qu'elle pourrait passer d'une phase de forte formation d'étoiles à un état plus stable.

La recherche souligne l'importance de futures observations et études. Elle met en avant comment des télescopes avancés comme ALMA et JWST amélioreront notre capacité à mieux voir ces galaxies faibles et à comprendre leur formation et leur évolution au fil du temps.

#Conclusion

La recherche met en lumière le monde fascinant des galaxies poussiéreuses formant des étoiles dans l'univers primordial. En utilisant des techniques astronomiques avancées et des télescopes puissants, les scientifiques peuvent commencer à assembler l'histoire de ces galaxies cachées, découvrant leurs propriétés et comprenant leur rôle dans la formation des galaxies.

Cette étude insiste sur le fait que beaucoup de ces galaxies pourraient rester invisibles dans les enquêtes optiques standards à cause de leur contenu en poussière et de leur orientation. Ainsi, l'exploration continue avec des observations améliorées sera vitale pour en apprendre plus sur la structure complexe de notre univers et l'histoire qu'il raconte sur l'évolution des galaxies.

À mesure que les observations deviennent plus raffinées, notre connaissance de l'évolution de l'univers va croître, y compris la compréhension de l'origine des galaxies et comment elles continuent à changer au fil des milliards d'années. En se concentrant sur ces galaxies, les chercheurs espèrent percer les mystères du cosmos et mieux comprendre les forces qui façonnent notre univers.