Nouvelle méthode révèle des infos sur la taille des galaxies
Une nouvelle méthode aide les scientifiques à mesurer la taille des galaxies et leur évolution au fil du temps.
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Table des matières
Les scientifiques étudient les galaxies pour en savoir plus sur leur taille et leur structure. Une nouvelle méthode a été développée pour mesurer les rayons à moitié masse des galaxies, ce qui nous aide à comprendre comment les galaxies changent au fil du temps. Cette méthode utilise des images prises par des télescopes avancés pour avoir une vue plus claire de ces corps célestes.
Qu'est-ce que les rayons à moitié masse stellaire ?
Le rayon à moitié masse stellaire est le rayon d'une sphère qui contient la moitié des étoiles d'une galaxie. En analysant ce rayon, les chercheurs peuvent déterminer si les étoiles sont compactes ou éparpillées dans une galaxie. Cette info est importante car elle peut révéler comment les galaxies grandissent et évoluent au fil du temps.
JWST
Nouvelles observations avec leLe Télescope spatial James Webb (JWST) a fourni de nouvelles données qui permettent aux scientifiques de jeter un œil plus attentif aux galaxies dans le spectre proche infrarouge. Ces observations ont été super utiles pour comparer les tailles des galaxies telles qu'elles étaient il y a des milliards d'années avec leurs tailles d'aujourd'hui. En se concentrant sur la lumière dans cette gamme de longueurs d'onde, les chercheurs peuvent obtenir des infos sur la distribution des étoiles dans les galaxies.
Comparaison des différentes tailles
En analysant les données du JWST et des télescopes plus anciens comme Hubble, les scientifiques ont pu comparer deux mesures de taille différentes : le rayon à moitié lumière et le rayon à moitié masse. Le rayon à moitié lumière mesure jusqu'où la lumière d'une galaxie s'étend, tandis que le rayon à moitié masse mesure où se trouvent la plupart des étoiles. En général, les scientifiques ont trouvé que le rayon à moitié masse est plus petit que le rayon à moitié lumière, indiquant que les étoiles dans les galaxies sont souvent plus concentrées vers leurs centres.
Différences de taille selon les types de galaxies
En regardant différents types de galaxies, comme les galaxies quiescentes (inactives) et celles en formation d'étoiles, on peut observer des différences de taille. Les galaxies en formation d'étoiles ont tendance à avoir une distribution de taille différente par rapport aux galaxies quiescentes. L'étude montre qu'en gros, les galaxies quiescentes sont moins éparpillées que celles en formation d'étoiles à certaines masses.
Comment la couleur affecte les estimations de taille
La couleur d'une galaxie peut donner des indices sur sa composition et l'âge des étoiles. Les galaxies ont des gradients de couleur, ce qui signifie que différentes régions peuvent avoir des couleurs différentes en fonction des types d'étoiles présentes. Cette variation de couleur peut affecter nos estimations de taille d'une galaxie. Du coup, les chercheurs doivent prendre en compte ces gradients de couleur lorsqu'ils calculent le rayon à moitié masse.
Méthodologie de mesure de taille
Pour estimer les rayons à moitié masse stellaires, les chercheurs ont combiné des données de diverses sources. Ils ont utilisé des infos sur la lumière et la couleur d'une galaxie, capturées à travers différents filtres (longueurs d'onde) de lumière. En appliquant des méthodes statistiques, ils ont créé une méthode fiable pour convertir les distributions de lumière en estimations des distributions de masse stellaire.
Utilisation de la photométrie multi-longueurs d'onde
Les chercheurs ont utilisé une large gamme de longueurs d'onde pour analyser la lumière des galaxies. En étudiant la lumière allant de l'ultraviolet à l'infrarouge moyen, ils ont pu obtenir une vue d'ensemble de la distribution des étoiles dans une galaxie. Cette approche est importante car elle aide à capturer les effets de la poussière qui peuvent obscurcir la lumière. Comme ça, cette méthode produit des estimations de masse stellaire plus précises.
Établissement de relations de couleur
Pour lier les couleurs et la masse stellaire, les scientifiques ont développé une technique basée sur des relations connues entre différentes longueurs d'onde de lumière. Cela leur a permis de créer un modèle qui représente comment la lumière et la couleur sont liées à la masse stellaire à travers différents types de galaxies. En appliquant ce modèle, les chercheurs peuvent estimer la masse stellaire même dans les parties des galaxies qui sont poussiéreuses et difficiles à voir.
Le rôle des gradients de couleur dans la structure des galaxies
Les gradients de couleur à l'intérieur des galaxies peuvent donner des infos sur leur structure interne. Par exemple, les galaxies de type précoce montrent généralement des distributions de couleur différentes de celles des galaxies en formation d'étoiles. Cette information est super importante car elle suggère que les propriétés internes des galaxies varient selon leur histoire et les types d'étoiles présentes.
Les défis de la déprojection des profils de lumière
Lorsque les scientifiques mesurent la lumière, ils traitent souvent des représentations en deux dimensions. Cependant, les galaxies existent en trois dimensions. Pour avoir une compréhension précise de leurs formes, les chercheurs doivent convertir ces profils de lumière en deux dimensions en profils de masse en trois dimensions. Ce processus peut être complexe, car il nécessite de manipuler soigneusement les données pour garantir des résultats précis.
Découvertes sur l'évolution de la taille des galaxies
Avec le temps, les tailles des galaxies changent. La recherche met en lumière une évolution significative des tailles des galaxies quiescentes massives, notamment depuis le début de l'univers jusqu'à aujourd'hui. Cette évolution montre que même les galaxies inactives ont subi des changements, reflétant leurs histoires complexes.
Impacts de la masse stellaire sur la distribution des tailles
L'étude révèle que la distribution des tailles des galaxies est influencée par leur masse stellaire. Les galaxies plus massives ont tendance à avoir des rayons à moitié masse plus petits que les galaxies plus petites. Cette relation pointe vers différents schémas de croissance et suggère que l'évolution de la taille n'est pas uniforme à travers tous les types de galaxies.
Comparaison avec les résultats précédents
Les nouvelles résultats s'alignent avec et remettent aussi en question les études précédentes sur les tailles des galaxies. En utilisant des données actuelles, les chercheurs ont trouvé que les conclusions antérieures sur les tailles des galaxies pourraient devoir être réévaluées. Cette recherche continue souligne l'importance de peaufiner constamment notre compréhension de l'évolution galactique.
Observations du programme CEERS
Les données du programme Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) offrent un riche ensemble de données pour analyser les tailles des galaxies. Ces observations permettent aux chercheurs d'étudier une large gamme de galaxies et de mieux comprendre comment elles ont changé au fil du temps.
Conclusion
Comprendre les rayons à moitié masse stellaires des galaxies est crucial pour percer les mystères de leur formation et de leur évolution. En combinant des techniques d'observation avancées avec une analyse détaillée, les chercheurs peuvent obtenir des aperçus significatifs sur la nature des galaxies à travers différents temps et conditions. Avec l'exploration continue utilisant des télescopes comme le JWST, notre connaissance de l'univers devrait encore s'élargir, éclairant le complexe réseau d'interactions qui définissent les galaxies et leur évolution.
Directions futures
À mesure que des télescopes plus avancés entrent en service et que des ensembles de données d'imagerie plus larges deviennent disponibles, les scientifiques seront mieux placés pour étudier les galaxies de manière encore plus détaillée. Ce travail améliore non seulement notre connaissance des galaxies individuelles, mais aide aussi à construire une image complète de la manière dont elles s'intègrent dans la structure plus vaste de l'univers.
Titre: Stellar Half-Mass Radii of $0.5<z<2.3$ Galaxies: Comparison with JWST/NIRCam Half-Light Radii
Résumé: We use CEERS JWST/NIRCam imaging to measure rest-frame near-IR light profiles of $>$500 $M_\star>10^{10}~M_\odot$ galaxies in the redshift range $0.5
Auteurs: Arjen van der Wel, Marco Martorano, Boris Haussler, Kalina V. Nedkova, Tim B. Miller, Gabriel B. Brammer, Glenn van de Ven, Joel Leja, Rachel S. Bezanson, Adam Muzzin, Danilo Marchesini, Anna de Graaff, Mariska Kriek, Eric F. Bell, Marijn Franx
Dernière mise à jour: 2023-07-06 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2307.03264
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.03264
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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