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# Physique# Astrophysique des galaxies

Les caractéristiques uniques des galaxies vides

Examiner la structure et les caractéristiques des galaxies isolées dans l’espace.

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Dans notre vaste univers, les galaxies ne sont pas réparties de manière uniforme. Au lieu de ça, elles forment une structure complexe faite de groupes appelés filaments, tentacules et vides. Alors que la plupart des galaxies se regroupent dans des régions plus denses, il y a des zones, connues sous le nom de vides, où les galaxies sont rares. Ces galaxies de vide peuvent être considérées comme certains des objets les plus isolés que l'on puisse trouver dans l'espace.

Cet article se penche sur les caractéristiques et les formes de ces galaxies de vide par rapport à celles situées dans des zones plus animées de l'univers. L'objectif est de voir comment leur environnement pourrait influencer leur forme et d'autres caractéristiques physiques.

Qu'est-ce que les Galaxies de Vide ?

Les galaxies de vide sont des galaxies qui existent dans des régions de l'espace avec très peu d'autres galaxies à proximité. Elles ont tendance à être isolées, ce qui signifie qu'il n'y a pas beaucoup de voisins autour d'elles. Cela peut avoir un grand impact sur leur apparence et leur comportement. Par exemple, avec moins d'opportunités de fusionner avec d'autres galaxies ou de collecter du matériel des galaxies voisines, les galaxies de vide pourraient se développer différemment de celles dans des zones plus peuplées.

L'Importance de la Morphologie

Quand on parle de la morphologie d'une galaxie, on discute de sa forme et de sa structure. Ça inclut si elle est plus ronde (comme une galaxie elliptique) ou plate et spirale (comme une galaxie spirale). Comprendre la morphologie des galaxies de vide est crucial pour relier leurs caractéristiques à leurs environnements.

Il y a des liens connus entre la forme d'une galaxie, son environnement et d'autres propriétés comme son taux de formation d'étoiles (TFE). Les galaxies dans des zones chargées tendent à être plus rouges et ont des taux de formation d'étoiles plus bas, tandis que les galaxies dans des espaces moins encombrés sont souvent dominées par des formes spirales et apparaissent plus bleues.

Études Précédentes sur les Galaxies de Vide

Des recherches antérieures ont trouvé diverses caractéristiques des galaxies de vide, mais les résultats ont souvent été mitigés. Certaines études ont rapporté que les galaxies de vide sont généralement plus bleues et plus faibles que leurs homologues dans des régions plus denses. D'autres ont trouvé qu'elles ressemblent à des galaxies trouvées dans des environnements plus animés.

Une étude importante a trouvé que les galaxies de vide ont un mélange de formes, mais beaucoup sont classées comme irrégulières ou spirales. C'est différent de celles dans des zones plus denses, qui ont souvent des formes plus elliptiques.

Une autre étude s'est concentrée sur les galaxies naines dans les vides et a noté que beaucoup d'entre elles montrent des formes irrégulières, ce qui indique une diversité de morphologie même dans des zones isolées.

Utilisation de Nouvelles Données

Cette enquête combine des données provenant de sondages bien connus pour obtenir une image plus claire des galaxies de vide. En utilisant le Galaxy and Mass Assembly Survey (GAMA) et Galaxy Zoo, les chercheurs peuvent rassembler un grand nombre de galaxies et analyser leurs formes et d'autres propriétés.

GAMA fournit un catalogue complet de galaxies, permettant des comparaisons à travers différents environnements. Galaxy Zoo prospère grâce à la participation citoyenne, où des bénévoles aident à classer les formes des galaxies. Cet effort collaboratif permet une analyse plus précise et plus large.

Comment Identifier les Galaxies de Vide ?

Les galaxies de vide sont définies comme celles situées à une distance minimale d'autres galaxies. Les chercheurs s'assurent que les galaxies identifiées comme vides sont effectivement isolées en mesurant leur distance par rapport aux galaxies voisines les plus proches.

Ces critères aident à sélectionner un échantillon de véritables galaxies de vide, qui peuvent ensuite être comparées à des galaxies similaires trouvées dans des environnements plus denses.

Analyse des Propriétés Physiques

Une fois que les galaxies sont classées, les chercheurs examinent leurs propriétés physiques, comme la vitesse de formation d'étoiles et leur taille générale. Ces informations peuvent être utilisées pour comprendre comment les galaxies de vide se comparent à celles à proximité mais dans différents environnements.

La Relation Taille-Masse

Une relation importante dans les études galactiques est celle entre la taille et la masse. En général, les galaxies plus grandes sont aussi plus massives, ce qui suggère qu'elles ont fusionné avec d'autres galaxies dans le passé. En examinant le rayon effectif (taille) des galaxies de vide par rapport aux galaxies de champ, les chercheurs peuvent voir s'il y a des différences significatives.

Les premières découvertes montrent que beaucoup de galaxies de vide tombent dans la même gamme de taille que les galaxies de champ. Cependant, il est parfois difficile de trouver des différences claires en raison des tailles d'échantillon et des incertitudes d'observation qui peuvent fausser les résultats.

L'Indice de Sersic

L'indice de Sersic sert de méthode pour comprendre la distribution des formes au sein des galaxies. En examinant cet indice pour les galaxies de vide et de champ, on obtient un aperçu de la manière dont les galaxies sont structurées.

Les résultats montrent que la plupart des deux populations ont tendance à être en forme de disque. Cela conduit à la conclusion que les galaxies de vide conservent une morphologie similaire à celle des galaxies de champ, du moins en termes de domination des disques.

Participation au Sondage et Vote

Grâce au projet Galaxy Zoo, des scientifiques citoyens classifient les galaxies selon diverses questions qui aident à déterminer leur forme et leurs caractéristiques structurelles. Ces classifications fournissent une richesse de données qui peuvent être analysées statistiquement.

Des questions sur des caractéristiques telles que la proéminence du renflement ou la présence de Bras spiraux aident à identifier à quel point les galaxies de vide sont similaires à celles dans des environnements plus animés. Cette analyse pointe vers des différences et des similitudes clés entre ces populations distinctes.

Résultats sur les Renflements et les Bras Spiraux

Les recherches indiquent que les galaxies de vide ont souvent un renflement central proéminent. Contrairement aux galaxies de champ, les galaxies de vide montrent une plus grande probabilité d'avoir des renflements arrondis, surtout lorsqu'elles sont vues de profil. Il y a un certain consensus parmi les bénévoles que les galaxies de vide montrent généralement un renflement défini, soutenant davantage l'idée que des facteurs environnementaux jouent un rôle dans leur développement.

En ce qui concerne les bras spiraux, les galaxies de vide et de champ montrent une tendance vers des formes spirales. Cependant, il semble y avoir une prévalence légèrement plus élevée de spirales dans les galaxies de vide, en particulier dans des échantillons locaux.

Pas de Preuves de Fusion

Une découverte intrigante dans cette recherche est que les galaxies de vide et de champ semblent montrer peu de preuves de fusions en cours. Cela pourrait être attribué aux restrictions imposées pour s'assurer que seules des galaxies similaires soient comparées - celles dans des plages similaires de masse et de taux de formation d'étoiles.

Alors que la fusion entraîne généralement une augmentation de la formation d'étoiles et de la masse, l'isolement des galaxies de vide pourrait limiter de telles interactions. Ainsi, l'absence d'activité de fusion ne devrait pas être considérée comme un manque d'évolution mais plutôt comme un reflet de leur environnement isolé.

Conclusion et Implications Futures

L'étude révèle que les galaxies de vide et les galaxies de champ partagent plusieurs similitudes, en particulier en ce qui concerne leur morphologie. Pourtant, des facteurs comme leur environnement peuvent encore influencer des traits spécifiques, rendant les galaxies de vide des sujets intéressants pour de futures recherches.

En combinant différentes sources de données et en employant la science citoyenne, les chercheurs ont une meilleure chance de comprendre les complexités de ces galaxies isolées. Les enquêtes futures pourraient considérer les processus de formation historique des galaxies de vide, examinant comment leur isolement influence leur évolution à long terme.

La clé pour approfondir notre compréhension des galaxies de vide réside dans le rassemblement de plus de données, l'étude de leurs histoires de formation d'étoiles et l'application de nouvelles techniques. Au final, à mesure que nous en apprendrons davantage, nous pourrions découvrir que l'isolement joue un rôle significatif dans la formation des caractéristiques de ces galaxies lointaines et solitaires.

Source originale

Titre: The Loneliest Galaxies in the Universe: A GAMA and GalaxyZoo Study on Void Galaxy Morphology

Résumé: The large-scale structure (LSS) of the Universe is comprised of galaxy filaments, tendrils, and voids. The majority of the Universe's volume is taken up by these voids, which exist as underdense, but not empty, regions. The galaxies found inside these voids are expected to be some of the most isolated objects in the Universe. This study, using the Galaxy and Mass Assembly (GAMA) and Galaxy Zoo surveys, aims to investigate basic physical properties and morphology of void galaxies versus field (filament and tendril) galaxies. We use void galaxies with stellar masses of $9.35 < log(M/M_\odot) < 11.25$, and this sample is split by identifying two redshift-limited regions, 0 < z < 0.075, and, $0.075 < z < 0.15$. To find comparable objects in the sample of field galaxies from GAMA and Galaxy Zoo, we identify "twins" of void galaxies as field galaxies within $\pm$0.05 dex and $\pm$0.15 dex of M and specific star formation rate. We determine the statistical significance of our results using the Kolmogorov-Smirnov (KS) test. We see that void galaxies, in contrast with field galaxies, seem to be disk-dominated and have predominantly round bulges (with > 50 percent of the Galaxy Zoo citizen scientists agreeing that bulges are present).

Auteurs: Lori E. Porter, Benne W. Holwerda, Sandor Kruk, Maritza Lara-López, Kevin Pimbblet, Christopher Henry, Sarah Casura, Lee Kelvin

Dernière mise à jour: 2023-04-12 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2304.05999

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.05999

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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