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Découvrir le Moyen Neutre Sombre dans Notre Galaxie

La recherche révèle la présence d'hydrogène moléculaire caché dans l'espace.

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Révéler des secretsRévéler des secretssombres neutres moyensdans la formation des étoiles.Une étude révèle le rôle du gaz caché
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Dans l'espace, y'a plein de trucs qu'on ne sait toujours pas sur le gaz qui flotte entre les étoiles. Un domaine d'étude intéressant, c'est le milieu neutre sombre (MNS), qui est surtout composé d'Hydrogène Moléculaire. Ce gaz est souvent planqué de nos instruments, ce qui rend la mesure et la compréhension super compliquées.

C'est quoi le Milieu Neutre Sombre ?

Le milieu neutre sombre, c'est du gaz qu'on trouve dans des nuages de notre galaxie. Même si les scientifiques peuvent voir certains gaz, comme l'hydrogène à l'état atomique et le Monoxyde de carbone (CO), une grande partie du MNS n'apparaît pas dans les mesures habituelles. Du coup, c'est dur d'avoir une idée claire de la quantité de gaz qui est vraiment là.

Le MNS est principalement composé d'hydrogène moléculaire (H2), un type d'hydrogène où deux atomes d'hydrogène se lient ensemble. Des recherches précédentes ont montré qu'il y a plus de gaz dans ces nuages que ce qu'on voit sous forme atomique ou de CO. Ce gaz en plus, c'est ce qu'on appelle le milieu neutre sombre.

Pourquoi étudier le MNS ?

Étudier le MNS est important pour plusieurs raisons. D'abord, ça aide les scientifiques à comprendre la structure et la composition de notre galaxie. Le MNS joue un rôle dans la formation des étoiles et la dynamique globale du Milieu Interstellaire, qui est la matière présente dans l'espace entre les étoiles.

En connaissant mieux le MNS, les chercheurs peuvent aussi estimer plus précisément la quantité de gaz moléculaire dans la galaxie. C'est crucial pour comprendre comment se forment les étoiles et comment les galaxies évoluent avec le temps.

Méthodes de recherche

Pour explorer le MNS, les scientifiques ont regardé dans différentes directions dans une région spécifique du ciel appelée Chamaeleon. Ils utilisent des télescopes pour observer des sources en arrière-plan et mesurer les profils d'Absorption de diverses molécules, y compris H2 et CO. Ces observations leur permettent d'estimer combien d'hydrogène moléculaire est présent le long de ces lignes de vue.

Découvertes sur le MNS

Dans leurs recherches, les scientifiques ont trouvé que l'absorption de l'hydrogène moléculaire a été détectée dans beaucoup de directions. Sur 33 nouvelles directions étudiées, 28 ont montré un signal de H2. Dans les régions où le CO a été détecté pour la première fois, des émissions de CO ont été observées dans 19 des 28 directions.

Fait intéressant, les régions sans absorption d'hydrogène détectable semblaient avoir moins de milieu neutre sombre. Globalement, les résultats ont révélé une forte relation entre la quantité de H2 et celle du milieu neutre sombre présent.

La relation entre MNS et autres gaz

La relation entre le MNS et d'autres formes d'hydrogène est aussi super intéressante. Dans la recherche, on a trouvé que les colonnes de MNS et de H2 sont fortement corrélées. Ça veut dire que quand la quantité d'hydrogène moléculaire augmente, celle du MNS augmente aussi. En revanche, la quantité d'hydrogène neutre (HI) montre juste une légère augmentation par rapport aux variations significatives observées dans le MNS et H2.

Cette corrélation est cruciale pour comprendre la chimie et la physique qui se passent dans ces nuages de gaz. Ça signifie que quand les chercheurs détectent plus de H2, ils peuvent déduire qu'il y a sûrement plus de MNS aussi.

L'importance de l'émission de CO

Le monoxyde de carbone est une autre molécule importante étudiée dans ces régions. Le CO agit comme un traceur pour l'hydrogène moléculaire parce qu'il émet de la lumière qui peut être détectée par des télescopes. Cependant, il est important de noter que des enquêtes CO à grande échelle peuvent rater certains des gaz moléculaires associés aux valeurs typiques de MNS.

Dans les zones où l'émission de CO est forte, ça aide à identifier la présence d'hydrogène moléculaire. Mais dans les régions où le CO est faible, beaucoup d'hydrogène moléculaire peut passer inaperçu. Ça souligne le besoin de mesures sensibles pour vraiment comprendre la composition du milieu interstellaire.

Résultats d'observation

Pour résumer le travail d'observation effectué, les chercheurs ont collecté des données de 33 lignes de vue et observé l'absorption et l'émission de H2 et CO. Ils ont comparé le MNS le long de ces lignes de vue, en cherchant des motifs et des corrélations.

Globalement, les résultats montrent qu'il y a une quantité significative d'hydrogène moléculaire dans le milieu neutre sombre. Ces découvertes concordent avec des études antérieures suggérant que le MNS est principalement composé de gaz moléculaires, même quand la majorité du gaz dans la zone semble atomique.

Et après ?

La recherche sur le milieu neutre sombre se poursuit. Les études futures se concentreront sur l'amélioration de la compréhension du gaz moléculaire dans ces nuages et le rôle qu'il joue dans le tableau plus large de la structure et de l'évolution de notre galaxie.

Avec l'amélioration de la technologie, les scientifiques espèrent détecter encore plus de choses sur ce gaz caché. Ils visent à rassembler plus de données de différentes régions et à peaufiner leurs techniques pour obtenir une image plus claire des relations entre divers gaz dans le milieu interstellaire.

Conclusion

Le milieu neutre sombre est une partie cruciale du milieu interstellaire, principalement composé d'hydrogène moléculaire. Même s'il reste encore beaucoup à découvrir, les avancées dans la compréhension du MNS auront des implications significatives sur notre vision de la galaxie et des processus qui en conduisent l'évolution. La recherche en cours promet d'éclaircir ce composant mystérieux de l'univers, révélant plus sur le gaz caché qui joue un rôle si vital dans le cosmos.

Source originale

Titre: The Dark Neutral Medium is (Mostly) Molecular Hydrogen

Résumé: We acquired ALMA ground state absorption profiles of HCO+ and other molecules toward 33 extragalactic continuum sources seen toward the Galactic anticenter, deriving N(H2) = N(HCO+)/3x10^{-9}. We observed J=1-0 CO emission with the IRAM 30m in directions where HCO+ was newly detected. HCO+ absorption was detected in 28 of 33 new directions and CO emission along 19 of those 28. The 5 sightlines lacking detectable HCO+ have 3 times lower mean EBV and N(DNM). Binned in EBV, N(H2) and N(DNM) are strongly correlated and vary by factors of 50-100 over the observed range EBV~0.05-1 mag, while N(HI) varies by factors of only 2-3. On average N(DNM) and N(H2) are well matched, and detecting HCO+ absorption adds little/no H2 in excess of the previously inferred DNM. There are 5 cases where 2N(H2) < N(DNM)/2 indicates saturation of the HI emission. For sightlines with \WCO > 1 K-\kms the CO-H2 conversion factor N(H2)/\WCO\ = 2-3x10^{20}\pcc/K-\kms is higher than derived from studies of resolved clouds in gamma-rays. Our work sampled primarily atomic gas with a mean H2 fraction ~1/3, but the DNM is almost entirely molecular. CO fulfills its role as an H2 tracer when its emission is strong, but large-scale CO surveys are not sensitive to H2 columns associated with typical values N(DNM) = 2-6x10^{20}\pcc. Lower \XCO\ values from $\gamma$-ray studies arise in part from different definitions and usage. Sightlines with \WCO\ \ge 1 K-\kms\ represent 2/3 of the H2 detected in HCO+ and detecting 90% of the H2 would require detecting CO at levels \WCO\~0.2-0.3 K-\kms For full abstract see the paper

Auteurs: Harvey Liszt, Maryvonne Gerin

Dernière mise à jour: 2023-06-15 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2306.09502

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.09502

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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