Étudier la formation des étoiles dans 45 galaxies
Des recherches montrent comment la poussière influence l'évasion de la lumière dans les galaxies en formation d'étoiles.
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Table des matières
Cet article parle d'une étude sur un groupe de 45 Galaxies qui forment des étoiles à un faible décalage vers le rouge. On a utilisé des techniques d’imagerie avancées du télescope spatial Hubble pour avoir une meilleure vue de ces galaxies.
Aperçu de l'étude
Les galaxies choisies pour cette recherche montrent des signes de forte formation d'étoiles. On a examiné leur brillance dans la lumière ultraviolette et combien de lumière elles émettent à des longueurs d'onde spécifiques. En étudiant ces galaxies, on peut en apprendre plus sur leurs caractéristiques et le processus global de Formation des étoiles dans différents types de galaxies.
Sélection des galaxies
Pour choisir ces galaxies, on a utilisé des critères spécifiques. On cherchait des galaxies avec une formation d'étoiles modérée à élevée. Ça veut dire qu’on s’est concentrés sur celles qui avaient des signaux lumineux en ultraviolet lointain, souvent liés à des étoiles jeunes et chaudes. On voulait explorer une variété de galaxies, donc on n'a pas mis de limites sur leur luminosité.
Techniques d'imagerie
On a pris des images en utilisant une méthode qui nous permet de soustraire la lumière qui ne vient pas des étoiles elles-mêmes. Ça nous permet de nous concentrer uniquement sur la lumière émise par les galaxies. On a créé des cartes montrant comment ces galaxies s'illuminent, et on a remarqué que la lumière émise par certains Gaz était plus étendue comparée à celle des étoiles.
Mesure des émissions
Dans notre étude, on a regardé un type de lumière spécifique appelé lumière Lyman-alpha, qui vient de l'hydrogène. Cette lumière est importante car elle signale les zones où des étoiles se forment. On a mesuré combien de cette lumière s'échappe des galaxies et on l'a comparée à d'autres facteurs comme la masse de la galaxie et la quantité de Poussière qu'elle contient.
Résultats et observations
Résultats généraux
On a découvert que la quantité de lumière Lyman-alpha qui s'échappe est corrélée à la quantité de poussière et de gaz dans une galaxie. Fait intéressant, les galaxies avec plus de poussière montrent souvent moins d'échappement de cette lumière. Ça suggère que la poussière joue un rôle important pour empêcher la lumière de s'échapper.
Observations du taux d'évasion
Le taux d'évasion de la lumière varie selon les galaxies. Dans certaines, le taux est bas, tandis que dans d'autres, il peut être assez élevé. Grâce à notre analyse, on a aussi découvert que ce taux d'évasion est influencé par combien de lumière est absorbée par le gaz et la poussière.
Comparaison avec d'autres études
Nos résultats s'alignent avec d'autres observations et études, renforçant l'idée que les conditions à l'intérieur des galaxies influencent grandement leurs processus de formation d'étoiles. On a remarqué des tendances montrant que les galaxies avec des masses plus faibles avaient tendance à avoir des taux d'évasion plus élevés.
Modèles d'émission lumineuse
Dans la plupart des galaxies que l’on a étudiées, on a observé que la lumière de l'hydrogène était plus étendue que celle des étoiles. Ça veut dire que la lumière Lyman-alpha voyage souvent plus loin de son lieu de production dans la galaxie, suggérant que la diffusion par la poussière et le gaz affecte comment cette lumière est observée.
Analyse détaillée
Photométrie et mesures de taille
On a mesuré la brillance de chaque galaxie à différentes distances de leur centre. En étudiant leur luminosité, on a pu mieux comprendre leur taille et comment la lumière est répartie en elles.
Photométrie circulaire et isophotale
On a utilisé deux méthodes principales pour mesurer la brillance. La photométrie circulaire consistait à examiner des zones circulaires spécifiques autour des galaxies, tandis que la photométrie isophotale regardait toute la lumière à l’intérieur de niveaux de brillance définis. Les deux méthodes nous ont donné des aperçus sur la distribution de la lumière dans les galaxies.
Implications pour la formation des étoiles
Relation avec les taux de formation d'étoiles
L'évasion de la lumière Lyman-alpha est liée aux taux de formation des étoiles dans les galaxies. En comprenant combien de lumière s'échappe, on peut mieux estimer combien d'étoiles sont formées dans ces systèmes.
Caractérisation des galaxies
Les modèles qu'on a observés ont aidé à catégoriser les galaxies en groupes basés sur leur comportement de formation d'étoiles. Certaines galaxies formaient des étoiles à un rythme élevé, tandis que d'autres étaient plus modérées dans leur activité.
Conclusion
En examinant ces 45 galaxies à faible redshift, on a gagné des infos précieuses sur les facteurs qui influencent la formation des étoiles. Le rôle de la poussière et du gaz dans l'évasion de la lumière est significatif, redéfinissant notre compréhension de l'évolution des galaxies. Nos découvertes contribuent à un corpus croissant de connaissance sur la dynamique des galaxies en formation d’étoiles et leur développement au fil du temps.
Directions pour la recherche future
En continuant à étudier ces galaxies, il y a beaucoup à apprendre sur leurs histoires de formation et les conditions qui mènent à une formation intense d'étoiles. Les futures observations pourraient se concentrer sur des galaxies plus lointaines, où on peut voir comment ces processus évoluent avec le temps. De plus, étudier comment différents types de poussière et de gaz contribuent à l'évasion de lumière donnera plus de clarté sur l'évolution des galaxies.
Remerciements
On exprime notre gratitude pour les contributions et les avancées technologiques qui ont rendu cette recherche possible. L'exploration continue des galaxies éclaire toujours plus les processus fondamentaux qui régissent l'univers.
Titre: The Lyman $\alpha$ Reference Sample XIV: Lyman $\alpha$ imaging of 45 low redshift star-forming galaxies and inferences on global emission
Résumé: We present Ly $\alpha$ imaging of 45 low redshift star-forming galaxies observed with the Hubble Space Telescope. The galaxies have been selected to have moderate to high star formation rates using far-ultraviolet (FUV) luminosity and \ha equivalent width criteria, but no constraints on Ly $\alpha$ luminosity. We employ a pixel stellar continuum fitting code to obtain accurate continuum subtracted Ly $\alpha$, H $\alpha$ and H $\beta$ maps. We find that Ly $\alpha$ is less concentrated than FUV and optical line emission in almost all galaxies with significant Ly $\alpha$ emission. We present global measurements of Ly $\alpha$ and other quantities measured in apertures designed to capture all of the Ly $\alpha$ emission. We then show how the escape fraction of Ly $\alpha$ relates to a number of other measured quantities (mass, metallicity, star formation, ionisation parameter, and extinction). We find that the escape fraction is strongly anti-correlated with nebular and stellar extinction, weakly anti-correlated with stellar mass, but no conclusive evidence for correlations with other quantities. We show that Ly $\alpha$ escape fractions are inconsistent with common dust extinction laws, and discuss how a combination of radiative transfer effects and clumpy dust models can help resolve the discrepancies. We present a star formation rate calibration based on Ly $\alpha$ luminosity, where the equivalent width of Ly $\alpha$ is used to correct for non-unity escape fraction, and show that this relation provides a reasonably accurate SFR estimate. We also show stacked growth curves of Ly $\alpha$ for the galaxies that can be used to find aperture loss fractions at a given physical radius.
Auteurs: Jens Melinder, Göran Östlin, Matthew Hayes, Armin Rasekh, J. Miguel Mas-Hesse, John M. Cannon, Daniel Kunth, Peter Laursen, Axel Runnholm, E. Christian Herenz, Matteo Messa, Daniel Schaerer, Anne Verhamme, T. Emil Rivera-Thorsen, Lucia Guaita, Thomas Marquart, Johannes Puschnig, Alexandra Le Reste, Andreas Sandberg, Emily Freeland, Joanna Bridge
Dernière mise à jour: 2023-02-27 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2302.14077
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.14077
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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Liens de référence
- https://www.ctan.org/pkg/revtex4-1
- https://www.tug.org/applications/hyperref/manual.html#x1-40003
- https://astrothesaurus.org
- https://www.sdss3.org/dr10/spectro/galaxy_mpajhu.php
- https://dx.doi.org/10.17909/4s6m-7255
- https://github.com/soravux/scoop
- https://github.com/jmeyers314/linmix
- https://dx.doi.org/10.17909/pbe1-m743
- https://www.ctan.org/pkg/natbib