Changements dans la formation d'étoiles à travers les galaxies

L'arrêt de la formation d'étoiles est un processus important qui aide à façonner comment les galaxies changent au fil du temps. Cette étude examine comment le Gaz moléculaire et les propriétés de formation d'étoiles changent alors que les galaxies passent d'un état de formation d'étoiles active à un état plus passif. On se concentre sur la compréhension de ces changements et des raisons qui les sous-tendent.

#Principales conclusions

Alors que les galaxies passent de la "séquence principale", où elles forment activement des étoiles, à la "Vallée Verte" puis à l'état passif, on a constaté que le taux de formation d'étoiles spécifique - une mesure du nombre de nouvelles étoiles formées - diminue dans les régions internes des galaxies. Cette réduction se voit jusqu'à un rayon d'environ 7 kiloparsecs du centre. En regardant différentes mesures de la disponibilité du gaz et de l'Efficacité de formation d'étoiles, on peut mieux comprendre ce qui pousse les changements dans les taux de formation d'étoiles à différentes distances du centre.

Dans environ la moitié des galaxies examinées, un facteur - soit le gaz disponible pour la formation d'étoiles ou l'efficacité de transformer ce gaz en étoiles - était principalement responsable de la réduction de la formation d'étoiles. Dans les régions centrales des galaxies, une efficacité plus faible était principalement responsable de la réduction de la formation d'étoiles, tandis que dans les régions extérieures, la disponibilité du gaz et l'efficacité jouaient tous deux un rôle.

Nos recherches suggèrent que plusieurs facteurs peuvent contribuer à l'arrêt de la formation d'étoiles dans différentes régions des galaxies, et ces facteurs peuvent même varier au sein de la même galaxie. Comparer nos observations aux simulations du comportement des galaxies aide à fournir un contexte et une compréhension plus profonde de nos découvertes.

#Classifications des galaxies

Les galaxies peuvent être largement divisées en deux catégories principales en fonction de leurs taux de formation d'étoiles et de leur masse stellaire : la "séquence principale de formation d'étoiles" et la "population passive". La séquence principale de formation d'étoiles comprend principalement des galaxies en disque qui forment activement des étoiles, tandis que les galaxies passives sont généralement plus anciennes et ne produisent pas d'étoiles au même rythme.

Entre ces deux groupes se trouve la "vallée verte", une étape de transition où les galaxies passent d'une activité de formation d'étoiles à un état plus passif. Comprendre les propriétés physiques de ces galaxies de la vallée verte est important pour apprendre comment et pourquoi l'arrêt de la formation d'étoiles se produit.

Au fil des ans, les études ont montré que les différences dans les taux de formation d'étoiles parmi les galaxies sont liées à des régions qui ont cessé de former des étoiles. Ces régions "retraitées" marquent un changement dans le fonctionnement des galaxies. Si une galaxie cesse de former des étoiles, cela est souvent lié à des changements dans les propriétés du gaz à l'intérieur.

#Le rôle du gaz et de l'efficacité de formation d'étoiles

La formation d'étoiles se produit principalement dans des nuages de gaz moléculaire. À mesure que les galaxies évoluent, la quantité de ce gaz peut diminuer, réduisant la capacité à continuer la formation d'étoiles. Cette réduction est souvent liée à de mauvaises conditions qui rendent difficile le refroidissement du gaz et la formation d'étoiles. On se concentre sur deux paramètres clés : la fraction de gaz et l'efficacité de formation d'étoiles.

La fraction de gaz fait référence à la quantité de gaz moléculaire par rapport à la masse stellaire totale d'une galaxie. L'efficacité de formation d'étoiles mesure à quel point ce gaz se transforme efficacement en étoiles. Des études antérieures ont montré que les changements dans ces deux facteurs sont liés à la façon dont l'arrêt de la formation d'étoiles se produit, mais il n'est pas clair lequel est le plus important.

Il est nécessaire de regarder de près comment les propriétés du gaz moléculaire et de la formation d'étoiles changent dans des parties spécifiques des galaxies. Le sondage ALMaQUEST a été lancé pour examiner ces propriétés, en se concentrant sur divers types de galaxies, y compris celles qui forment encore des étoiles et celles qui ne le font pas.

#Observations et collecte de données

Pour rassembler des données pour notre étude, on s'est concentré sur une sélection de 46 galaxies du sondage MaNGA. Cet échantillon comprenait 34 galaxies non-starbursts et 12 galaxies starbursts, qui sont des galaxies montrant des taux de formation d'étoiles accrus. On visait à couvrir une gamme de taux de formation d'étoiles à travers les galaxies.

Les galaxies ont été classées en fonction de leurs taux de formation d'étoiles, ce qui nous a permis d'analyser différents groupes. Notre étude s'est basée sur plusieurs sources de données, qui ont fourni à la fois des propriétés globales des galaxies et des informations détaillées sur les taux de formation d'étoiles et les distributions de gaz moléculaire.

#Analyse des propriétés de formation d'étoiles et de gaz moléculaire

On a commencé par examiner comment les taux de formation d'étoiles et les propriétés du gaz moléculaire changent en fonction de la distance du centre des galaxies. On a créé des profils radiaux pour représenter comment ces propriétés variaient à travers différentes sections de chaque galaxie.

Les résultats ont indiqué qu'à mesure que les galaxies se dirigent vers un état passif, certaines propriétés liées à la formation d'étoiles diminuent généralement. Les régions centrales des galaxies ont montré une réduction plus significative des taux de formation d'étoiles, tandis que les régions extérieures ont présenté plus de variation.

Par exemple, on a observé comment la fraction des régions en formation d'étoiles diminuait à mesure qu'on s'éloignait des centres vers les bords extérieurs des galaxies. En même temps, les régions complètement quenching, où la formation d'étoiles a presque complètement cessé, est devenue plus répandue, surtout dans les galaxies classées à l'extrémité inférieure du spectre de formation d'étoiles.

#Autres aperçus sur les taux de formation d'étoiles et la disponibilité du gaz

Les profils radiaux des différentes populations de galaxies ont mis en évidence des similarités substantielles à travers les différents types. Dans l'ensemble, on a trouvé que les taux de formation d'étoiles étaient généralement plus bas dans les galaxies classées comme vallée verte ou passive par rapport à celles de la séquence principale.

Bien qu'ayant des contenus en gaz similaires, la différence dans les taux de formation d'étoiles a indiqué que l'efficacité du gaz se transformant en étoiles jouait également un rôle. La relation entre la disponibilité du gaz et l'efficacité de formation d'étoiles peut nous aider à comprendre les dynamiques de l'activité de formation d'étoiles.

Même si notre étude s'est principalement concentrée sur des tendances médianes, des différences individuelles significatives parmi les galaxies ont été notées. Chaque galaxie affichait des schémas uniques dans la façon dont les propriétés de formation d'étoiles et de gaz se comportaient, reflétant leurs histoires évolutives diverses.

#Le rôle de l'efficacité de formation d'étoiles

Dans notre analyse, on visait à quantifier combien l'efficacité de formation d'étoiles de chaque galaxie a contribué aux réductions observées de la formation d'étoiles. En regardant les profils de galaxies individuels, on pouvait différencier entre les cas où soit la disponibilité du gaz, soit l'efficacité avait un effet plus prononcé.

Dans certaines galaxies, on a constaté que l'efficacité était principalement responsable de l'arrêt de la formation d'étoiles dans l'ensemble, tandis que d'autres montraient un comportement plus complexe où la disponibilité du gaz et l'efficacité contribuaient à différentes distances du centre. Cela a démontré la variété de la façon dont les galaxies peuvent vivre des changements dans leurs processus de formation d'étoiles à mesure qu'elles évoluent.

#Comparaison avec des simulations

Pour mieux contextualiser nos observations, on a comparé nos résultats à des simulations existantes de la dynamique des galaxies. Alors que les simulations prédisent souvent des tendances générales, les détails peuvent différer considérablement des observations réelles.

Nos résultats ont indiqué que certaines simulations prédisent une augmentation de l'efficacité de formation d'étoiles dans des zones spécifiques, contrairement à nos résultats qui montrent une diminution. Les divergences entre les observations et les simulations soulignent la nécessité d'un dialogue continu entre les modèles théoriques et la recherche empirique.

De plus, les simulations indiquent que le contenu en gaz peut diminuer à différentes distances radiales, similaire à nos observations, mais la dynamique de la façon dont cela se produit peut varier. Comprendre ces interactions est essentiel pour développer une vue d'ensemble complète de l'évolution des galaxies.

#Implications pour les recherches futures

La complexité de la façon dont l'arrêt de la formation d'étoiles se produit à travers différentes galaxies souligne le besoin de recherches supplémentaires. Comprendre comment divers facteurs, y compris la morphologie des galaxies et leurs environnements, contribuent à ces processus peut éclairer les processus plus larges de l'évolution des galaxies.

À la lumière de nos découvertes, les études futures pourraient bénéficier d'échantillons plus grands pour vérifier les résultats que nous avons observés. Utiliser différentes méthodes pour tracer la formation d'étoiles et le contenu en gaz pourrait également aider à affiner notre compréhension des mécanismes en jeu dans ces processus.

#Résumé

En résumé, notre exploration de la façon dont la formation d'étoiles change à mesure que les galaxies passent d'états actifs à Passifs a révélé des aperçus significatifs concernant les rôles de la disponibilité du gaz et de l'efficacité de formation d'étoiles. Les variations entre différentes galaxies suggèrent une riche tapisserie de processus influençant leur évolution.

Alors qu'on continue à examiner les caractéristiques des galaxies actives et quiescentes, on pourrait découvrir d'autres secrets de la croissance et du changement de l'univers au fil du temps. En synthétisant les données d'observation avec les résultats des simulations, on peut améliorer notre compréhension des changements dramatiques que les galaxies subissent au cours de leur vie.