L'excès UV dans les galaxies de type précoce

Les Galaxies de type précoce (ETG) sont des galaxies qui sont généralement vieilles et riches en métaux, ce qui indique que la plupart de leurs étoiles se sont formées il y a longtemps. Étudier les étoiles dans ces galaxies et comment elles se sont formées au fil du temps peut nous aider à en apprendre plus sur l'histoire de l'univers.

#Données d'observation

Pour observer les ETG, les chercheurs ont utilisé des images de plusieurs enquêtes, y compris le programme stratégique Hyper Suprime-Cam Subaru et l'enquête CFHT Large Area U-band Deep. Ces enquêtes fournissent des données détaillées sur les couleurs et la luminosité des galaxies à différentes distances et époques dans l'univers.

#Émission UV dans les ETG

Un domaine d'intérêt est la lumière ultraviolette (UV) émise par les ETG. Beaucoup d'ETG montrent une luminosité inattendue dans la partie UV du spectre. Cette luminosité, connue sous le nom d'excès UV, semble provenir d'une population d'étoiles chaudes et évoluées. Ces étoiles ne sont souvent pas visibles dans la partie optique du spectre.

Les caractéristiques de cette émission UV peuvent donner des indices sur l'âge et l'histoire des étoiles dans les ETG. Les chercheurs ont découvert que les étoiles brillantes en UV semblent apparaître quand les galaxies ont environ 1 milliard d'années et deviennent moins brillantes avec le temps.

#Histoire de la formation des étoiles

L'histoire de la formation des étoiles (SFH) des ETG révèle des détails importants sur l'évolution de ces galaxies. La plupart des étoiles dans les ETG se sont formées à des décalages vers le rouge très élevés, ce qui correspond à des périodes peu après le Big Bang. Certaines galaxies étaient déjà assez massives et ne formaient pas beaucoup de nouvelles étoiles lorsque l'univers avait environ 3 milliards d'années.

Cette formation rapide d'étoiles indique que les ETG ont probablement connu une intense formation d'étoiles au début, suivie d'un arrêt rapide de la formation de nouvelles étoiles. Les chercheurs ont également observé une petite quantité de formation d'étoiles en cours dans certaines ETG, mais cela n'est généralement pas suffisant pour expliquer l'excès UV.

#Formation d'étoiles résiduelle

Des études récentes montrent que, bien que certaines ETG puissent encore former des étoiles, cette formation d'étoiles résiduelle n'explique probablement pas la luminosité UV observée dans ces galaxies. Au lieu de cela, l'excès UV est attribué à la présence d'étoiles évoluées et chaudes dans les galaxies.

Les données suggèrent que le taux de formation d'étoiles dans les ETG tend à diminuer au fil du temps, contrairement à la tendance historique d'augmentation des taux de formation d'étoiles dans l'univers. Cette découverte soutient l'idée que l'excès UV est principalement dû aux étoiles chaudes plutôt qu'à une formation d'étoiles en cours.

#Effets environnementaux

L'environnement dans lequel les galaxies existent joue également un rôle dans leur évolution. Les ETG dans des amas riches ont tendance à avoir une histoire de formation d'étoiles différente de celles dans des environnements moins denses. Les amas peuvent faire perdre aux galaxies leur gaz et arrêter la formation d'étoiles, les faisant évoluer plus rapidement en galaxies passives.

En analysant différents groupes de galaxies, les chercheurs ont trouvé que les ETG d'amas et de groupes montrent des tendances similaires en luminosité UV et en histoire de formation des étoiles. Cela suggère que l'excès UV est une caractéristique intrinsèque aux galaxies elles-mêmes, plutôt que d'être significativement influencé par leur environnement.

#Le rôle de l'hélium

Un aspect important de l'excès UV est la présence d'étoiles riches en hélium. Ces étoiles, qui représentent une petite fraction de la population stellaire totale dans les ETG, contribuent énormément à la luminosité dans le spectre UV. Des découvertes récentes indiquent que ces étoiles riches en hélium se sont formées à partir de générations antérieures d'étoiles, ce qui pourrait avoir influencé la composition chimique des formations d'étoiles suivantes.

L'enrichissement en hélium dans ces étoiles semble s'être produit tôt dans l'histoire de ces galaxies, suggérant que les processus menant à leur formation étaient déjà en cours lorsque l'univers était encore jeune.

#Modèles de formation d'étoiles

Pour comprendre l'histoire de la formation d'étoiles des ETG, les chercheurs créent des modèles qui simulent comment les galaxies se forment et évoluent au fil du temps. Ces modèles prennent en compte divers facteurs, y compris la teneur en métaux et le taux de formation d'étoiles. En comparant les prédictions de ces modèles avec les observations réelles, les scientifiques peuvent obtenir une image plus claire des histoires des ETG.

Les chercheurs ont découvert que la plupart des ETG ont formé la plupart de leurs étoiles tôt dans l'histoire de l'univers, probablement sur une période relativement courte de quelques centaines de millions d'années. La majeure partie de la masse stellaire dans les ETG était en place lorsque l'univers avait atteint environ 5 milliards d'années.

#Conclusion

La luminosité UV des galaxies de type précoce et leur histoire de formation d'étoiles offrent des aperçus précieux sur l'évolution des galaxies à travers l'univers. La présence d'étoiles évoluées et chaudes aux côtés de signes d'une rapide formation précoce d'étoiles dresse un tableau complexe de la façon dont ces galaxies ont été façonnées. À mesure que les chercheurs continuent d'étudier les données, la compréhension de l'histoire de l'univers et de la formation des galaxies ne pourra que s'approfondir, menant à de nouvelles découvertes passionnantes dans le domaine de l'astronomie.