Étudier la croissance des galaxies : SFGs vs. QGs

Dans l'univers, les galaxies évoluent avec le temps. Ça veut dire que leurs structures et tailles changent. Comprendre comment les galaxies grandissent aide les scientifiques à apprendre l'histoire de l'univers. Les chercheurs ont étudié deux types de galaxies : les Galaxies en formation d'étoiles (SFG) et les Galaxies Quiescentes (QG). Les SFG sont en train de former des étoiles, tandis que les QG ont arrêté d'en former.

Dans cette étude, on a exploré les tailles de ces galaxies en utilisant des données du champ COSMOS. On s'est concentré sur deux types de lumière : la lumière ultraviolette (UV), qui vient des étoiles plus jeunes, et la lumière visible, qui vient des étoiles plus anciennes. En regardant les tailles des galaxies dans ces deux types de lumière, on a pu voir comment les galaxies changent au cours de leur évolution.

#Types de Galaxies et Leur Évolution

Les galaxies viennent sous différentes formes. Les principaux types étudiés ici sont les SFG et les QG. Les SFG sont généralement plus grandes et plus étendues parce qu'elles forment encore des nouvelles étoiles. En revanche, les QG ont tendance à être plus petites et plus compactes vu que leur formation d'étoiles a cessé.

À mesure que les galaxies vieillissent, elles évoluent. Pour les SFG, le processus de formation de nouvelles étoiles conduit à une augmentation de leur taille au fil du temps. À l'inverse, au fur et à mesure que les QG évoluent, elles ont souvent tendance à rétrécir à cause de l'affaiblissement de leurs disques de formation d'étoiles étendus.

#Importance de l'Étude des Tailles des Galaxies

Mesurer la taille des galaxies donne des indices sur leur croissance et leur évolution. La taille d'une galaxie peut indiquer sa masse et comment elle a changé au fil du temps. En comparant les tailles des galaxies à travers différentes distances (ou décalages vers le rouge) dans l'univers, les scientifiques peuvent comprendre à quelle vitesse ces tailles évoluent.

Différentes populations de galaxies, comme les SFG et les QG, montrent des tendances différentes en taille et masse. Cette recherche aidera à clarifier ces tendances et à fournir des aperçus sur les processus qui régissent la croissance des galaxies.

#Données et Méthodes

Les chercheurs ont utilisé des images profondes du champ COSMOS, qui est un endroit bien étudié dans le ciel. Les images viennent de deux enquêtes : la CFHT Large Area U-band Deep Survey (CLAUDS) et le Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (HSC-SSP). Ensemble, elles couvrent une zone significative du ciel et fournissent des données dans divers bandes de lumière, de l'UV à l'infrarouge proche.

L'équipe s'est concentrée sur une région centrale du champ COSMOS, où des images de qualité permettent des mesures détaillées des structures des galaxies. Ils ont utilisé ces images pour analyser les profils lumineux d'un échantillon de SFG et QG, mesurant leurs tailles à la fois en lumière UV et visible.

#Analyse des Tailles des Galaxies

Pour analyser les tailles des galaxies, les chercheurs ont utilisé un modèle d'ajustement. Ce modèle aide à décrire comment la lumière d'une galaxie est distribuée. En ajustant ce modèle aux profils lumineux, les scientifiques peuvent estimer le rayon effectif, qui est une mesure de la taille de la galaxie.

Un aspect important de cette recherche est comment différentes populations de galaxies réagissent aux changements dans le temps, surtout quand elles deviennent quiescentes. L'évolution de ces galaxies est influencée par leurs conditions initiales et comment leurs activités de formation d'étoiles changent avec le temps.

#Résultats Clés sur les Galaxies en Formation d'Étoiles

L'analyse a révélé que les SFG grandissent au fil du temps. La lumière UV brillante indique une formation d'étoiles en cours, ce qui signifie que ces galaxies peuvent augmenter en taille à mesure qu'elles forment de nouvelles étoiles. Les chercheurs ont découvert que la croissance des SFG dépend de leur masse. Les SFG plus massives tendent à grandir plus que celles moins massives.

En plus, les couleurs des SFG changent avec le temps. Les SFG plus rouges sont généralement plus massives et plus concentrées que les SFG plus bleues, ce qui indique une tendance évolutive où les galaxies plus jeunes et plus bleues évoluent en galaxies plus anciennes et plus rouges.

#Aperçus sur les Galaxies Quiescentes

Les QG, en revanche, montrent des tendances différentes dans l'Évolution de la taille. Les chercheurs ont trouvé que les QG, qui ont arrêté de former des étoiles, subissent quand même des changements de taille dus à des facteurs externes. Par exemple, les nouveaux venus dans la population quiescente, qui sont des SFG récemment arrêtées, peuvent affecter la distribution globale des tailles.

Cependant, l'étude suggère que la croissance de taille des QG est principalement entraînée par des processus internes, comme des fusions mineures et l'accrétions de matière de leur environnement.

#Comparaison des Tailles dans Différentes Longueurs d'Onde

Un aspect significatif de cette étude était d'examiner les tailles des galaxies à travers deux longueurs d'onde de lumière différentes : la lumière UV et la lumière visible. Les chercheurs ont découvert que les galaxies apparaissent plus grandes en lumière UV comparé à la lumière visible. Cette différence suggère que les étoiles plus jeunes dominent les profils UV, tandis que les étoiles plus anciennes contribuent davantage aux profils visibles.

De plus, l'étude a montré que l'évolution de la taille est influencée par la masse des galaxies. Les galaxies plus massives ont tendance à grandir plus vite que leurs homologues moins massives, peu importe la longueur d'onde de lumière analysée.

#Le Rôle des Bourrelets Centraux

L'émergence de bourrelets centraux dans les galaxies est un autre facteur clé pour comprendre l'évolution de taille des SFG. À mesure que les galaxies évoluent, la croissance des bourrelets peut modifier leur distribution de taille et de masse. Les bourrelets contiennent des étoiles plus anciennes, ce qui peut changer le profil lumineux global de la galaxie, particulièrement en lumière visible.

À mesure que les SFG développent des bourrelets significatifs, elles peuvent arrêter la formation d'étoiles dans leurs centres. Ce processus conduit à l'affaiblissement des disques de formation d'étoiles, affectant la taille visible de la galaxie à mesure que sa structure change au fil du temps.

#Impacts de la Formation d'Étoiles et des Fusions

Dans les SFG comme dans les QG, les processus qui régissent l'évolution de taille incluent la formation d'étoiles et les fusions. Alors que les SFG grandissent grâce à la formation d'étoiles en cours, les QG s'appuient sur les fusions et l'accrétions de matière pour augmenter leurs tailles.

L'étude indique également que le rythme de croissance des tailles diffère entre les SFG et les QG. En général, les QG évoluent plus rapidement, même si elles ne forment pas de nouvelles étoiles. Cette différence souligne l'importance des fusions mineures et des processus d'accrétion dans la formation de la croissance des galaxies quiescentes.

#Conclusion

Cette recherche fournit des idées précieuses sur l'évolution de la taille des galaxies, révélant comment les SFG et les QG changent au fil du temps en fonction de leurs propriétés et de leur environnement. Comprendre ces tendances aide à construire un tableau plus clair de l'histoire de l'univers et des mécanismes qui conduisent à l'évolution des galaxies.

L'importance d'étudier les galaxies à travers différentes longueurs d'onde souligne les complexités impliquées dans leurs processus de croissance. Les travaux futurs continueront de peaufiner ces modèles et d'explorer l'influence de divers processus physiques sur l'évolution de la taille des galaxies.