Aperçus sur la formation des étoiles à partir de NGC 1313 et NGC 7793
Cette étude compare des nuages moléculaires dans deux galaxies et leur impact sur la formation des étoiles.
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Table des matières
- Les Galaxies
- NGC 1313
- NGC 7793
- Nuages Moléculaires
- Méthodes
- Collecte de Données
- Résultats
- Variations dans les Propriétés des Nuages
- NGC 1313
- NGC 7793
- Comparaison des Propriétés des Amas d'Étoiles
- Âge et Masse des Amas
- Énergie Cinétique et Stabilité des Nuages
- Équilibre Virial
- Densité de surface et Pression
- Pression dans les Nuages Moléculaires
- Conclusion
- Implications pour la Formation d'Étoiles
- Recherches Futures
- Source originale
Cette étude se penche sur deux galaxies différentes, NGC 1313 et NGC 7793, pour voir comment leur environnement influence les nuages de gaz qui peuvent mener à la formation d'étoiles. Les deux galaxies sont en forme de spirale, mais elles diffèrent dans leur formation d'amas d'étoiles. NGC 1313 forme plein de gros amas d'étoiles, tandis que NGC 7793 en forme moins, même si leur taux de formation d'étoiles est similaire.
En étudiant ces deux galaxies, on vise à comprendre comment différentes zones au sein d'une galaxie peuvent influencer les propriétés des Nuages Moléculaires et, finalement, le processus de formation d'étoiles.
Les Galaxies
NGC 1313
NGC 1313 est une galaxie spirale barrée connue pour avoir beaucoup de gros amas d'étoiles. Elle a des bras spiraux bien définis et une structure centrale en barre. Les bras de cette galaxie montrent une variation considérable dans les propriétés des nuages moléculaires, qui incluent leur masse, leur taille, et la vitesse à laquelle le gaz se déplace.
NGC 7793
NGC 7793, en revanche, est une galaxie spirale flocculente, ce qui signifie qu'elle n'a pas de bras spiraux bien définis. Au lieu de ça, sa formation d'étoiles se fait de manière plus dispersée. Elle a un taux de formation d'étoiles global similaire à celui de NGC 1313 mais forme moins de gros amas d'étoiles.
Nuages Moléculaires
Les nuages moléculaires sont de grandes régions de gaz et de poussière dans une galaxie où les étoiles peuvent se former. Les propriétés de ces nuages-comme leur masse, densité, et pression-sont essentielles pour comprendre comment les étoiles se forment. Dans cette étude, on regarde spécifiquement comment ces propriétés varient entre différentes régions de chaque galaxie.
Méthodes
Pour évaluer les différences entre les galaxies, on a divisé NGC 1313 en régions : la barre, le bras nord, le bras sud, et les régions interarmées. NGC 7793 a été divisée en une région centrale, une région annulaire, et une région extérieure. En comparant ces régions, on peut mieux comprendre comment les différences locales affectent les propriétés des nuages et la formation d'étoiles.
Collecte de Données
On a utilisé des données de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), qui nous permet d'observer le gaz moléculaire dans ces galaxies avec beaucoup de détails. Les données ont été analysées pour identifier les diverses propriétés des nuages de gaz et des amas d'étoiles dans ces deux galaxies.
Résultats
Variations dans les Propriétés des Nuages
Nos résultats montrent qu'il y a plus de variations dans les propriétés des nuages moléculaires au sein de NGC 1313 que entre les deux galaxies dans leur ensemble. Par exemple, les bras de NGC 1313 ont des propriétés différentes par rapport à la barre et aux régions interarmées. Ces différences ne sont pas aussi prononcées dans NGC 7793, dont les propriétés de nuages sont relativement uniformes.
NGC 1313
Dans NGC 1313, les nuages dans les bras spiraux ont tendance à avoir des masses plus grandes, des Pressions plus élevées, et plus d'Énergie cinétique que ceux de la barre ou des régions interarmées. Le bras nord montre un nombre significatif de jeunes amas massifs, tandis que le bras sud a des propriétés légèrement plus extrêmes dues à des interactions avec des galaxies voisines.
NGC 7793
Le centre de NGC 7793 a des propriétés de nuages plus extrêmes que ses régions extérieures, bien que ces régions soient généralement similaires en termes de masse et d'énergie. Cela suggère que le centre est un environnement plus dynamique, tandis que les régions extérieures sont moins variées.
Comparaison des Propriétés des Amas d'Étoiles
Quand on a regardé les amas d'étoiles, NGC 1313 avait une population beaucoup plus riche de jeunes amas massifs, surtout dans le bras nord. En revanche, la région centrale de NGC 7793 montrait le moins d'amas massifs.
Âge et Masse des Amas
Les amas dans NGC 1313 ont tendance à être plus jeunes et plus massifs par rapport à ceux de NGC 7793. Les propriétés des amas d'étoiles varient selon la région dans NGC 1313, tandis que dans NGC 7793, elles montrent plus d'uniformité à travers les différentes zones.
Énergie Cinétique et Stabilité des Nuages
En examinant la vitesse et la stabilité des nuages, on a trouvé que le bras sud de NGC 1313 a la plus haute énergie cinétique. Cela signifie que les nuages dans cette zone sont plus dynamiques et plus susceptibles de s'effondrer en étoiles par rapport aux nuages des régions interarmées.
Équilibre Virial
On a aussi regardé l'équilibre entre l'énergie cinétique et les forces gravitationnelles dans ces nuages. Dans NGC 1313, de nombreux nuages sont proches d'un état stable connu sous le nom d'équilibre virial. C'est là où les forces gravitationnelles et l'énergie cinétique sont équilibrées. En revanche, les nuages de NGC 7793 montrent moins de cet équilibre dynamique, ce qui signifie qu'ils sont moins susceptibles de s'effondrer et de former des étoiles.
Densité de surface et Pression
La densité de surface se réfère à combien de masse est compacte dans une certaine zone d'espace. Dans NGC 1313, on s'attendait à des différences distinctes dans la densité de surface entre les bras spiraux et les régions interarmées. Cependant, nos résultats montrent que ces différences ne sont pas aussi prononcées que celles trouvées dans des études précédentes à des résolutions plus basses.
Pression dans les Nuages Moléculaires
La pression externe affectant les nuages varie aussi. Dans NGC 1313, les bras spiraux sont sous plus de pression que les régions interarmées. Cette pression plus élevée pourrait aider à favoriser la formation d'étoiles en gardant les nuages compacts.
Conclusion
Notre étude fournit une comparaison détaillée des propriétés des nuages moléculaires entre NGC 1313 et NGC 7793. On découvre que les environnements locaux jouent un rôle significatif dans la façon dont les nuages se forment et évoluent. Les variations au sein de NGC 1313 mènent à une formation plus efficace d'amas d'étoiles, tandis que les conditions plus uniformes de NGC 7793 entraînent moins d'amas massifs.
Implications pour la Formation d'Étoiles
Comprendre ces différences peut nous aider à affiner nos connaissances sur comment les galaxies forment des étoiles. Les environnements variés de NGC 1313 permettent une formation robuste d'étoiles, tandis que les conditions de NGC 7793 rendent plus difficile l'effondrement des nuages en étoiles.
Recherches Futures
Des études supplémentaires peuvent améliorer notre compréhension des nuages moléculaires et de la formation d'étoiles à travers différents types de galaxies. En examinant plus de galaxies et en affinant nos méthodes, on peut découvrir la complexité derrière le processus de formation d'étoiles dans divers environnements cosmiques.
Avec cette recherche, on vise à contribuer à la vision plus large de l'évolution des galaxies et de la formation d'étoiles à travers l'univers.
Titre: ALMA-LEGUS II: The Influence of Sub-Galactic Environment on Molecular Cloud Properties
Résumé: We compare the molecular cloud properties in sub-galactic regions of two galaxies, barred spiral NGC 1313, which is forming many massive clusters, and flocculent spiral NGC 7793, which is forming significantly fewer massive clusters despite having a similar star formation rate to NGC 1313. We find that there are larger variations in cloud properties between different regions within each galaxy than there are between the galaxies on a global scale, especially for NGC 1313. There are higher masses, linewidths, pressures, and virial parameters in the arms of NGC 1313 and center of NGC 7793 than in the interarm and outer regions of the galaxies. The massive cluster formation of NGC 1313 may be driven by its greater variation in environments, allowing more clouds with the necessary conditions to arise, although no one parameter seems primarily responsible for the difference in star formation. Meanwhile NGC 7793 has clouds that are as massive and have as much kinetic energy as clouds in the arms of NGC 1313, but have densities and pressures more similar to the interarm regions and so are less inclined to collapse and form stars. The cloud properties in NGC 1313 and NGC 7793 suggest that spiral arms, bars, interarm regions, and flocculent spirals each represent distinct environments with regard to molecular cloud populations. We see surprisingly little difference in surface densities between the regions, suggesting that the differences in surface densities frequently seen between arm and interarm regions of lower-resolution studies are indicative of the sparsity of molecular clouds, rather than differences in their true surface density.
Auteurs: Molly K. Finn, Kelsey E. Johnson, Remy Indebetouw, Allison H. Costa, Angela Adamo, Alessandra Aloisi, Lauren Bittle, Daniela Calzetti, Daniel A. Dale, Clare L. Dobbs, Jennifer Donovan Meyer, Bruce G. Elmegreen, Debra M. Elmegreen, Michele Fumagalli, J. S. Gallagher, Kathryn Grasha, Eva K. Grebel, Robert C. Kennicutt, Mark R. Krumholz, Janice C. Lee, Matteo Messa, Preethi Nair, Elena Sabbi, Linda J. Smith, David A. Thilker, Bradley C. Whitmore, Aida Wofford
Dernière mise à jour: 2024-01-02 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2401.01451
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.01451
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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