Influence de la lumière UV sur les rapports de gaz dans M83

L'étude des gaz dans l'espace nous aide à comprendre comment les étoiles se forment et évoluent. Dans cette recherche, on se concentre sur deux gaz spécifiques appelés HNC et HCN. Le rapport de ces gaz peut nous en dire long sur les conditions dans les nuages moléculaires géants, qui sont des zones où des étoiles naissent.

Certains scientifiques pensent que ce rapport fonctionne comme un thermomètre, indiquant la température des nuages. Cependant, des études récentes suggèrent que la quantité de Lumière ultraviolette (UV) dans ces nuages pourrait aussi influencer le rapport HNC/HCN, et pas seulement la température. Cette recherche examine le rapport HNC/HCN dans la galaxie M83, avec l'objectif de voir si le rapport peut être utilisé pour déterminer la température ou s'il est plus influencé par la lumière UV.

#Objectifs d'Observation

Cette recherche se concentre sur M83, une galaxie spirale barrée située relativement près de la Terre. On vise à étudier le rapport HNC/HCN dans deux régions de la galaxie : la région sud-ouest de la barre et la région centrale. En comparant ces rapports avec les taux de formation d'étoiles et d'autres mesures, on essaie d'éclaircir les facteurs qui influencent le rapport HNC/HCN.

#Méthodes

Pour réaliser cette étude, on a utilisé des données d'ALMA, un télescope puissant au Chili. On a collecté des informations sur différentes émissions de gaz et les a intégrées pour créer des images. Ces images montrent à quel point les gaz sont denses et comment ils sont liés à la Formation des étoiles.

Dans la région sud-ouest, on a analysé des données de divers instruments pour mesurer le rapport HNC/HCN. On a aussi comparé ces données avec les mesures de la température de la poussière et de l'activité de formation d'étoiles dans la région.

#Résultats : La Région du Bout de Barre Sud-Ouest

Dans la région du bout de barre sud-ouest, on a trouvé que les rapports HNC/HCN ne changeaient pas de manière significative avec les taux de formation d'étoiles ou d'autres facteurs. Cela suggère que le rapport HNC/HCN pourrait ne pas être un indicateur fiable de la température dans cette zone.

#Résultats : La Région Centrale

En revanche, dans la région centrale de M83, les rapports HNC/HCN augmentaient en même temps que les taux de formation d'étoiles. Cette découverte est inattendue si l'on suppose que le rapport HNC/HCN diminue avec la température. Il semble que, plutôt que de refléter les changements de température, le rapport HNC/HCN soit lié à d'autres processus se produisant dans la zone centrale.

#Analyse Spectrale

Ensuite, on a examiné les formes spectrales de HCN et HNC dans différentes régions. Les formes de ces spectres peuvent donner des indications sur la densité du gaz et s'il est optiquement épais ou mince. Dans les zones avec des taux de formation d'étoiles élevés, HCN montrait souvent des profils à sommet plat ou à double pic, tandis que HNC avait des profils ressemblant à des courbes gaussiennes. Ça indique que HCN pourrait être plus dense et plus abondant que HNC dans ces régions.

#Connexion à la Lumière Ultraviolet

Une observation clé a été la relation entre le rapport HNC/HCN et la lumière UV. Le rapport HNC/HCN avait tendance à être plus bas lorsque les températures de la poussière étaient plus élevées. Cela suggère que la radiation UV affecte probablement le rapport en modifiant la chimie des gaz.

#Discussion

Tout au long de nos observations, on a remarqué que le rapport HNC/HCN semble lié à la présence de lumière UV plutôt qu'à la température seule. Les activités de formation d'étoiles dans la région sud-ouest pourraient ne pas influencer significativement le rapport HNC/HCN parce que ces activités sont souvent cachées de la vue directe.

Au centre galactique, le rapport HNC/HCN élevé se produit malgré des températures et des taux de formation d'étoiles élevés. Cela indique que d'autres facteurs, comme les taux d'ionisation par rayons cosmiques, jouent aussi des rôles dans la détermination de ces rapports.

On explore deux scénarios principaux pour comprendre les résultats. Dans le premier scénario, on considère la possibilité que la température influence directement le rapport HNC/HCN. En revanche, le deuxième scénario met l'accent sur l'impact de la radiation UV sur le rapport.

#Conclusions

Cette étude offre de nouvelles perspectives sur comment différents facteurs influencent le rapport HNC/HCN dans M83. Alors que des études précédentes suggéraient que ce rapport sert comme indicateur de température, nos résultats laissent entendre une relation plus complexe impliquant la radiation UV. D'autres recherches dans différentes régions des Galaxies aideront à clarifier si le rapport HNC/HCN sert principalement de traceur de température ou de champ UV.

Alors que l'étude des émissions de gaz dans notre univers continue, comprendre ces rapports moléculaires augmentera notre connaissance de la formation des étoiles et de l'évolution des galaxies.