Comment les trous noirs influencent la formation des étoiles

Les galaxies sont d'énormes collections d'étoiles, de gaz et de poussière dans l'espace. Certaines galaxies ont des trous noirs supermassifs au centre, qui peuvent parfois provoquer pas mal d'activité. Quand ces trous noirs ne brillent pas beaucoup, on les appelle des noyaux galactiques actifs de faible luminosité (LLAGNs). Cet article explique comment les vents provenant de ces trous noirs peuvent influencer la formation d'étoiles dans leurs galaxies hôtes.

#Qu'est-ce que le feedback LLAGN ?

L'énergie des LLAGNs peut créer des vents puissants qui se dirigent vers l'espace. Ces vents peuvent transporter suffisamment d'énergie pour impacter le gaz environnant dans la galaxie. Cette énergie est cruciale car elle peut chauffer le gaz et l'empêcher de s'effondrer en nouvelles étoiles. Quand le gaz frais se refroidit, ça mène généralement à la formation de nouvelles étoiles. Toutefois, quand ce gaz est chauffé, la formation d'étoiles peut être considérablement réduite, voire stoppée.

#Importance de la formation d'étoiles dans les galaxies

La formation d'étoiles est essentielle pour l'évolution d'une galaxie. Chaque nouvelle étoile formée contribue à la population stellaire de la galaxie et à sa masse globale. Cependant, dans certaines galaxies, surtout celles classées comme "rouges et mortes", la formation d'étoiles a fortement ralenti. Ces galaxies peuvent encore avoir du gaz disponible, mais elles ne produisent pas beaucoup de nouvelles étoiles. Comprendre le mécanisme derrière cette quiétude est clé pour cerner l'évolution des galaxies.

#Comment les LLAGNs influencent-ils la formation d'étoiles ?

Les vents des LLAGNs peuvent créer une boucle de rétroaction qui affecte la formation d'étoiles. Quand de forts vents proviennent d'un trou noir supermassif, ils libèrent de l'énergie dans le gaz environnant. Cette énergie peut augmenter la température du gaz, ce qui rend moins probable qu'il s'effondre en nouvelles étoiles. La quantité de formation d'étoiles qui est stoppée dépend de plusieurs facteurs, y compris la masse du trou noir, combien de gaz il consomme, et combien de temps cette activité dure.

#Caractéristiques des vents LLAGN

Les vents des LLAGNs sont chauds et peuvent parcourir de grandes distances dans la galaxie. Ils peuvent potentiellement atteindre des dizaines de kiloparsecs (une unité de distance utilisée en astronomie) depuis le trou noir. Cela veut dire qu'ils peuvent influencer une grande partie de la galaxie, chauffant le gaz et empêchant la formation d'étoiles même à de grandes distances du trou noir.

#Facteurs influençant l'efficacité du feedback LLAGN

La mesure dans laquelle ces vents peuvent supprimer la formation d'étoiles est influencée par plusieurs facteurs clés :

1. Masse du trou noir : Les trous noirs plus massifs peuvent produire des vents plus puissants avec plus d'énergie.
2. Taux d'accrétion : Cela se réfère à combien de gaz le trou noir consomme. Des taux plus élevés peuvent entraîner des vents plus puissants.
3. Durée de l'activité : Plus le trou noir reste actif longtemps, plus ses vents auront d'influence sur la formation d'étoiles.

#Preuves d'observation

Les chercheurs ont remarqué que certaines galaxies de type précoce avec des LLAGNs montrent des signes de formation d'étoiles réduite. Les observations suggèrent que ces galaxies peuvent encore avoir du gaz disponible, mais qu'elles ne forment pas beaucoup de nouvelles étoiles. Cela indique la présence de processus de rétroaction en cours, comme les vents des LLAGNs qui maintiennent la formation d'étoiles sous contrôle.

#Le rôle des Nuages Moléculaires

La formation d'étoiles se produit généralement dans des régions appelées nuages moléculaires géants (GMCs). Ces nuages sont des zones denses de gaz où les conditions sont propices à la formation d'étoiles. Quand l'énergie des vents LLAGN interagit avec ces nuages, ça peut mener à un chauffage. Si la température à l'intérieur des nuages devient trop élevée, cela peut empêcher le gaz à l'intérieur de s'effondrer pour former des étoiles.

#Mesurer l'impact des vents LLAGN

Les scientifiques mesurent l'efficacité des LLAGNs à inhiber la formation d'étoiles en examinant les cœurs protostellaires. Ce sont les stades initiaux de la formation d'étoiles, et les chercheurs peuvent comparer combien de cœurs pourraient potentiellement former des étoiles lorsque l'activité LLAGN est prise en compte par rapport à quand elle ne l'est pas. Cette comparaison aide à quantifier les effets du feedback LLAGN.

#Conclusion

Ce mécanisme de rétroaction est crucial pour comprendre comment les galaxies peuvent rester quiescentes pendant de longues périodes. En examinant comment les LLAGNs influencent la formation d'étoiles, on obtient des aperçus sur les complexités de l'évolution des galaxies. Quelques points essentiels à retenir :

• Les LLAGNs peuvent avoir des effets significatifs sur leurs galaxies hôtes en inhibant la formation d'étoiles.
• L'impact du feedback LLAGN dépend de la masse du trou noir, du taux d'accrétion et de la durée de l'activité.
• Les LLAGNs de longue durée tendent à avoir un impact plus substantiel sur leurs galaxies hôtes.

#Directions de recherche futures

Il reste encore plein de questions sans réponse concernant comment les LLAGNs interagissent avec leur environnement hôte. Les recherches futures vont se concentrer sur une meilleure compréhension des dynamiques complexes en jeu, y compris les mécanismes précis de transfert d'énergie et comment différents types de galaxies répondent au feedback LLAGN.

Étudier ces processus approfondira notre compréhension de l'évolution des galaxies et du rôle des trous noirs supermassifs dans la formation de l'univers.