Déchiffrer le mystère des gaz en contre-rotation dans les galaxies
Des chercheurs examinent les origines du désalignement cinématique dans les galaxies.
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Dans certaines Galaxies, le gaz et les étoiles ne tournent pas dans le même sens. Ce comportement inhabituel est connu sous le nom de désalignement cinématique. On a observé ça dans plusieurs galaxies, et les scientifiques pensent que ça peut arriver pour plusieurs raisons. Une des idées principales est que les galaxies peuvent absorber du gaz provenant de sources extérieures. Ça peut se produire en fusionnant avec d'autres galaxies ou en attirant du gaz de leur environnement.
Les études récentes se concentrent sur l'origine du gaz en rotation inverse. Les chercheurs ont examiné 69 galaxies où il y a un décalage clair entre le mouvement du gaz et des étoiles. Ils ont mesuré la quantité d'Oxygène dans le gaz et l'ont comparée à ce qui serait attendu en fonction de la masse et de l'âge de la galaxie.
Une découverte importante est que les niveaux d'oxygène dans le gaz en rotation inverse sont assez élevés. Cela suggère que le gaz ne vient pas de l'univers extérieur sous sa forme originale. Au lieu de ça, le gaz a probablement été transformé par la formation d'étoiles, ce qui indique une histoire plus complexe. Étonnamment, la quantité d'oxygène varie entre les galaxies rouges et bleues. Les galaxies rouges, souvent plus anciennes et moins actives, ont tendance à avoir des niveaux d'oxygène plus bas que prévu pour leur masse. En revanche, les galaxies bleues, généralement jeunes et actives, peuvent avoir des niveaux d'oxygène égaux ou plus élevés que prévu.
Échange de Gaz Entre Galaxies
L'étude indique qu'une explication probable des niveaux élevés d'oxygène dans le gaz est l'échange de gaz enrichi entre les galaxies. Dans les groupes de galaxies, le gaz peut passer d'une galaxie à une autre, contribuant possiblement à la formation de composants de gaz en rotation inverse. Les Fusions mineures, ou les interactions de plus petites galaxies, peuvent aussi jouer un rôle significatif dans ce processus pour les galaxies rouges, moins actives.
Le Rôle des Événements de Fusion
En examinant plus en profondeur les causes des gaz en rotation inverse, certains chercheurs suggèrent que les fusions jouent un rôle clé. Les grandes fusions se produisent lorsque deux grandes galaxies fusionnent, tandis que les fusions mineures impliquent des galaxies plus petites. Les deux peuvent apporter du gaz qui tourne dans le sens opposé à la galaxie principale. Cela peut se produire dans divers environnements. Par exemple, les zones denses avec beaucoup de galaxies peuvent connaître des interactions plus importantes que celles avec moins de galaxies.
L'analyse montre que beaucoup de galaxies avec du gaz en rotation inverse se trouvent dans des groupes ou des paires. Cela suggère que ces interactions pourraient mener à un échange de gaz entre les galaxies, ce qui pourrait expliquer le désalignement cinématique observé.
Étude de Cas : VII Zw 720 et SDSS J173202.96+595854.7
Un exemple de galaxies en interaction est le couple VII Zw 720 et SDSS J173202.96+595854.7. La galaxie plus massive, VII Zw 720, montre des signes d'être "éteinte", ce qui signifie qu'elle a arrêté de former des étoiles. Elle a aussi un composant de gaz en rotation inverse. La galaxie voisine SDSS J173202.96+595854.7, en revanche, montre une formation stellaire active.
Les investigations de ces deux galaxies révèlent qu'elles sont probablement influencées l'une par l'autre à cause de leur proximité. Leurs niveaux d'oxygène sont similaires, ce qui suggère que la galaxie la plus massive pourrait être en train d'attirer ou d'interagir avec du gaz de la plus petite. Cette interaction pourrait mener à la formation de gaz en rotation inverse dans VII Zw 720.
Différences entre Types de Galaxies
En examinant les types de galaxies avec des composants en rotation inverse, un modèle émerge. L'échantillon se compose principalement de galaxies rouges et "éteintes", qui sont généralement plus anciennes et ont arrêté de former des étoiles. Ces galaxies affichent des niveaux d'oxygène plus bas que prévu en fonction de leur masse, les distinguant des galaxies bleues plus jeunes qui semblent plus actives.
Les galaxies bleues, quant à elles, ont tendance à montrer des niveaux d'oxygène plus élevés. Cette différence implique que les processus derrière l'acquisition de gaz dans ces galaxies pourraient être différents. Alors que les fusions peuvent affecter les deux, on dirait que les galaxies rouges peuvent dépendre plus de l'échange de gaz, tandis que les bleues pourraient être influencées par des fusions majeures poussant du nouveau gaz vers leurs centres.
Implications pour l'Évolution des Galaxies
Les études suggèrent que l'histoire du gaz dans les galaxies est complexe et façonnée par plusieurs facteurs. Les interactions entre galaxies et les environnements dans lesquels elles se trouvent peuvent grandement influencer leur comportement. Des niveaux élevés d'oxygène dans le gaz en rotation inverse sont indicatifs d'un passé impliquant la formation d'étoiles et l'échange de matériaux entre galaxies plutôt que d'un simple flux de gaz pur.
En gros, les différences significatives dans les niveaux d'oxygène et leurs implications pour les sources de gaz indiquent une riche zone d'étude pour comprendre comment les galaxies évoluent. Les conclusions soulignent l'importance des interactions environnementales et des histoires passées des galaxies pour façonner leurs états actuels. L'étude des composants de gaz en rotation inverse offre donc des perspectives précieuses sur le récit plus large de la formation et de l'évolution des galaxies.
Conclusion
La recherche sur le désalignement cinématique dans les galaxies révèle une interaction fascinante entre la dynamique des gaz et l'évolution stellaire. Le processus d'acquisition de gaz est influencé par des fusions, des facteurs environnementaux et l'histoire de la formation d'étoiles. En étudiant comment les galaxies interagissent et échangent du gaz, les scientifiques peuvent mieux comprendre les processus fondamentaux qui régissent l'évolution des galaxies. Les preuves jusqu'à présent soutiennent l'idée que l'échange de gaz enrichi et les fusions mineures jouent des rôles significatifs, surtout pour les galaxies avec des composants de gaz en rotation inverse. Cette compréhension ouvre de nouvelles voies pour des recherches futures et une compréhension plus profonde du cosmos.
Titre: Gas and stellar kinematic misalignment in MaNGA galaxies: what is the origin of counter-rotating gas?
Résumé: Kinematic misalignment between gas and stellar components observed in a certain fraction of galaxies. It believed to be caused by acquisition of gas from the external reservoir by major or minor mergers, accretion from cosmological filaments or circumgalactic medium, etc. We aim to constrain possible sources of the gas that forms counter-rotating component. We derived the gas-phase oxygen abundance in 69 galaxies with kinematic misalignment between gas and stellar components from MaNGA DR17 survey and compared it with the metallicity expected according to the mass-metallicity relation. We found that the oxygen abundance of the counter-rotating gas in our sample is higher than 8.2 dex that excludes significant role of inflow of pristine gas. Meanwhile, there is a significant difference in the oxygen abundance of the counter-rotating gas between red and blue galaxies. In general, the oxygen abundance is lower than expected for their stellar mass in red galaxies, but is compatible with or even higher than typical values for their stellar mass in blue galaxies. We showed that the exchange of enriched gas between galaxies is the most plausible mechanism for explaining the metallicity of counter-rotating gas components in galaxies of all masses and colors. Meanwhile, minor mergers may play a significant role in the formation of counter-rotating gas components in red and quenched galaxies.
Auteurs: I. A. Zinchenko
Dernière mise à jour: 2023-05-22 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2305.13387
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.13387
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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