Galaxies Méduse : Une Étude sur la Perte de Gaz
Des recherches montrent comment les galaxies méduse perdent du gaz et leur impact sur la formation d’étoiles.
― 7 min lire
Table des matières
- Qu'est-ce que les Galaxies Méduse ?
- Le Rôle du Stripping par Pression de Ram
- L'Étude des Galaxies Méduse
- Observations et Méthodologie
- Caractéristiques des Galaxies Méduse
- L'Impact des Galaxies Hôtes
- Échelles de Temps de Perte de Gaz
- Différences Entre les Galaxies Méduse
- Formation Continue d'Étoiles
- Contributions de Gaz aux Halos Hôtes
- Comparaison entre Méduse et Autres Satellites
- L'Importance des Données de Simulation
- Perspectives de Recherche Futures
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les galxies méduse sont un type spécial de galaxie satellite qui perd une grande partie de son Gaz à cause d'un phénomène qu'on appelle le stripping par pression de ram (RPS). Ça se passe quand les galaxies traversent un environnement dense, ce qui pousse leur gaz à s'éloigner. Comprendre les galaxies méduse nous aide à en apprendre plus sur la formation des galaxies, leur évolution, et le rôle du milieu environnant dans tout ça.
Qu'est-ce que les Galaxies Méduse ?
Les galaxies méduse se reconnaissent à leur forme distinctive, qui ressemble à des méduses dans l'océan. Elles ont un corps central entouré de longues structures de gaz qui traînent, appelées "queues de méduse". Ces queues se forment quand la galaxie perd son gaz en passant à travers un gaz chaud autour d'une plus grande Galaxie hôte. Le stripping peut laisser la partie centrale de la méduse relativement intacte tout en réduisant significativement le gaz disponible pour la formation d'étoiles.
Le Rôle du Stripping par Pression de Ram
Quand une galaxie satellite traverse le gaz chaud et diffus d'un groupe ou d'un amas de galaxies plus grand, elle subit la pression de ce milieu environnant. Cette pression s'oppose à la force gravitationnelle qui maintient le gaz dans la galaxie. Du coup, le gaz est arraché de la galaxie, ce qui peut entraîner une baisse de l'activité de formation d'étoiles.
L'Étude des Galaxies Méduse
Récemment, des scientifiques se sont concentrés sur les galaxies méduse pour mieux comprendre les effets du stripping par pression de ram. Ils ont analysé des données de simulations pour identifier les galaxies méduse et suivre leur évolution au fil du temps. En examinant un grand nombre de ces galaxies, les chercheurs visaient à quantifier les effets du stripping par pression de ram sur leur contenu en gaz et leur activité de formation d'étoiles.
Observations et Méthodologie
Les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques avancées, qui modélisaient le comportement et l'interaction des galaxies dans un contexte cosmologique. Ces simulations ont généré une énorme quantité de données, permettant aux scientifiques d'inspecter visuellement les galaxies et de déterminer lesquelles étaient des méduses. Ils ont classé les galaxies en fonction de leurs distributions de gaz observées et ont suivi comment la perte de gaz s'est produite au fil du temps.
Caractéristiques des Galaxies Méduse
Un constat clé était que les galaxies méduse étaient souvent plus petites en masse stellaire par rapport aux autres galaxies autour. Ces petites galaxies se trouvaient généralement dans des galaxies hôtes plus massives. La relation entre la taille de la satellite et celle de son hôte était importante pour comprendre combien de gaz la galaxie méduse perdrait à cause du stripping par pression de ram.
L'Impact des Galaxies Hôtes
La taille et la masse de la galaxie hôte jouaient un rôle significatif dans la quantité de gaz arraché aux galaxies méduse. En général, les galaxies qui vivaient dans des hôtes plus grands et plus massifs étaient plus susceptibles de voir leur gaz arraché. Ça s'explique par le fait que des forces gravitationnelles plus fortes et des densités de gaz plus élevées dans ces environnements augmentaient l'effet de la pression de ram.
Échelles de Temps de Perte de Gaz
L'étude a révélé que beaucoup de galaxies méduse perdaient une quantité significative de leur gaz durant des périodes spécifiques après être tombées dans leur galaxie hôte. Les chercheurs ont découvert que les périodes de perte de gaz étaient souvent juste après que les galaxies soient devenues des satellites. Ces résultats soulignent à quel point le timing de la chute est crucial pour déterminer l'étendue du stripping de gaz.
Différences Entre les Galaxies Méduse
Toutes les galaxies méduse ne perdaient pas leur gaz au même rythme ou dans la même mesure. Certaines méduse conservaient des quantités significatives de gaz froid même après plusieurs milliards d'années, tandis que d'autres perdaient tout leur gaz relativement vite. La recherche a montré que celles avec des rapports de masse plus bas à la chute et des temps de chute plus tôt étaient plus susceptibles de devenir pauvres en gaz.
Formation Continue d'Étoiles
Ce qui est intéressant, c'est que les galaxies méduse continuaient à former des étoiles même après avoir perdu une grande partie de leur gaz. L'étude a montré que ces galaxies pouvaient encore maintenir la formation d'étoiles jusqu'à ce qu'elles perdent plus de soixante-dix pourcents de leur gaz. Ça suggère que d'autres processus pourraient aussi contribuer à la formation continue d'étoiles dans les galaxies méduse malgré les effets du stripping par pression de ram.
Contributions de Gaz aux Halos Hôtes
Les galaxies méduse ne se contentent pas de perdre du gaz ; elles contribuent aussi au réservoir de gaz dans leurs galaxies hôtes. Le gaz arraché des méduses forme de nouvelles structures dans le halo gazeux de l'hôte, qui peuvent éventuellement devenir disponibles pour la formation d'étoiles dans la galaxie hôte elle-même. Cette interaction entre les méduses et leurs hôtes ajoute de la complexité à notre compréhension de l'évolution des galaxies.
Comparaison entre Méduse et Autres Satellites
Les chercheurs ont aussi comparé les galaxies méduse à d'autres galaxies satellites qui n'étaient pas classées comme méduse. Ils ont trouvé des différences distinctes dans la façon dont ces deux groupes évoluaient et interagissaient avec leur environnement. Les satellites non-méduse étaient généralement moins affectés par le stripping par pression de ram, ce qui leur permettait de conserver plus de leur gaz froid.
L'Importance des Données de Simulation
L'utilisation des données de simulation était essentielle pour suivre l'évolution des galaxies méduse. En analysant comment ces galaxies changeaient au fil du temps, les scientifiques pouvaient déduire des schémas liés au stripping par pression de ram et à la perte de gaz. Cette approche de modélisation a permis une compréhension plus claire des processus physiques qui sous-tendent les phénomènes observés.
Perspectives de Recherche Futures
Il faut encore des études pour explorer les effets à long terme du stripping par pression de ram sur les galaxies méduse. Les recherches futures pourraient se concentrer sur comment ces galaxies évoluent sur de plus longues périodes et comment leurs contributions aux halos hôtes influencent la population globale de galaxies dans les amas et groupes. De plus, comprendre le sort du gaz arraché dans ces environnements reste un domaine crucial pour des études futures.
Conclusion
Les galaxies méduse servent d'études de cas importantes pour comprendre les effets du stripping par pression de ram et les complexités de l'évolution des galaxies. Leurs structures et comportements uniques mettent en lumière la façon dont les satellites interagissent avec leurs galaxies hôtes et contribuent aux processus cosmiques plus larges en jeu dans l'univers. L'exploration continue des galaxies méduse aidera à éclairer la relation complexe entre les galaxies et leurs environnements, menant à une compréhension plus profonde de l'univers qui nous entoure.
Titre: Jellyfish galaxies with the IllustrisTNG simulations -- When, where, and for how long does ram pressure stripping of cold gas occur?
Résumé: Jellyfish galaxies are prototypical examples of satellite galaxies undergoing strong ram pressure stripping (RPS). We analyze the evolution of 512 unique, first-infalling jellyfish galaxies from the TNG50 cosmological simulation. These have been visually inspected to be undergoing RPS sometime in the past 5 billion years (since $z=0.5$), have satellite stellar masses $\mstarsat\sim10^{8-10.5}\,M_\odot$, and live in hosts with $\mvir\sim10^{12-14.3}\,M_\odot$ at $z=0$. We quantify the cold gas ($T\leq10^{4.5}$ K) removal using the tracer particles, confirming that for these jellyfish, RPS is the dominant driver of cold gas loss after infall. Half of these jellyfish are completely gas-less by $z=0$, and these galaxies have earlier infall times and smaller satellite-to-host mass ratios than their gaseous counterparts. RPS can act on jellyfish galaxies over long time scales of $\approx1.5-8$ Gyr. Jellyfish in more massive hosts are impacted by RPS for a shorter time span and, at a fixed host mass, jellyfish with less cold gas at infall and lower stellar masses at $z=0$ have shorter RPS time spans. While RPS may act for long periods of time, the peak RPS period -- where at least 50 pecent of the total RPS occurs -- begins within $\approx1$ Gyr of infall and lasts $\lesssim2$ Gyr. During this period, the jellyfish are at host-centric distances $\sim0.2-2\rvir$, illustrating that much of RPS occurs at large distances from the host galaxy. Interestingly, jellyfish continue forming stars until they have lost $\approx98$ percent of their cold gas. For groups and clusters in TNG50 $(\mvirhost\sim10^{13-14.3}\,M_\odot)$, jellyfish galaxies deposit more cold gas ($\sim10^{11-12}\,M_\odot$) into halos than exist in them at $z=0$, demonstrating that jellyfish, and in general satellite galaxies, are a significant source of cold gas accretion.
Auteurs: Eric Rohr, Annalisa Pillepich, Dylan Nelson, Elad Zinger, Gandhali Joshi, Mohommadreza Ayromlou
Dernière mise à jour: 2024-04-16 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2304.09196
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.09196
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.
Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.
Liens de référence
- https://orcid.org/#1
- https://www.tng-project.org/
- https://www.zooniverse.org/projects/apillepich/cosmological-jellyfish
- https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2014arXiv1403.4249M/abstract
- https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019MNRAS.490.3025R/abstract
- https://www.zooniverse.org/
- https://academic.oup.com/journals/pages/authors/preparing_your_manuscript/research-data-policy#data2