Galaxies cool et formant des étoiles à l'heure cosmique
Notre étude montre comment le gaz influence la formation d'étoiles dans les galaxies pendant le midi cosmique.
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Table des matières
- L'Importance du Gaz dans les Galaxies
- Observer l'Univers
- Recherches Précédentes
- Nouvelles Observations
- Trouver des Galaxies
- Caractéristiques d'Absorption
- Corrélations Observées
- Fractions de Couverture
- Différents Types de Galaxies
- Influences Environnementales
- Travaux Futurs
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Dans notre étude, on a examiné comment le gaz froid est lié aux galaxies en formation d'étoiles pendant une période spécifique de l'histoire de l'univers, souvent appelée "midi cosmique". On a utilisé des données d'un grand sondage du ciel, qui nous aide à récolter des infos sur les galaxies et le gaz qui les entoure. En analysant la lumière des quasars distants, on peut voir comment le gaz se comporte autour des galaxies et comment ça influence leur formation et leur croissance.
L'Importance du Gaz dans les Galaxies
Le gaz joue un rôle clé dans la vie des galaxies. C'est la matière première qui forme les étoiles et les planètes. Comprendre comment le gaz entre et sort des galaxies peut révéler beaucoup de choses sur leur cycle de vie. Le Milieu Interstellaire (ISM), qui est le gaz et la poussière à l'intérieur d'une galaxie, et le milieu circumgalactique (CGM), le gaz qui entoure une galaxie, sont cruciaux pour ce processus. Le gaz peut être sous différentes formes, comme froid ou chaud, et comprendre ces formes nous aide à savoir comment les galaxies évoluent.
Observer l'Univers
En utilisant des quasars brillants comme sources de fond, on peut observer les lignes d’absorption du gaz devant eux. Ça nous permet de mesurer différentes propriétés du gaz, comme la densité et la température. Différents types de gaz émettent des signatures lumineuses différentes, qu'on peut analyser pour comprendre leurs caractéristiques.
Recherches Précédentes
Des études passées ont montré que le CGM se déplace souvent en tandem avec sa galaxie hôte. Les propriétés de ce gaz peuvent changer selon divers facteurs, y compris la masse de la galaxie et sa distance du centre de la galaxie. Cependant, examiner la connexion gaz-galaxie est particulièrement difficile à grand décalage vers le rouge, où on ne peut pas voir les galaxies directement à cause de leur distance.
Nouvelles Observations
Dans notre travail actuel, on a utilisé 115 spectres de quasars pour analyser les propriétés du gaz qui entoure les galaxies dans une région spécifique du ciel. On a découvert que le gaz a des comportements complexes et interagit fortement avec les galaxies. On s'est concentrés sur la relation entre les fortes caractéristiques d’absorption dans le gaz et les Taux de formation d'étoiles des galaxies.
Trouver des Galaxies
Pour lier le gaz à ses galaxies hôtes, on a recoupé nos données avec de vastes catalogues de galaxies. Ça nous a permis d’identifier des galaxies proches des quasars. On a trouvé que beaucoup de ces galaxies formaient activement des étoiles. En analysant les caractéristiques d'absorption du gaz, on pouvait voir comment ce gaz est corrélé avec les activités de formation d'étoiles des galaxies.
Caractéristiques d'Absorption
On a détecté plusieurs Lignes d'absorption correspondant à différents types d'ions. Les plus courantes étaient associées au magnésium et au carbone. Ces lignes nous donnent des infos sur la température et la densité du gaz. Nos mesures ont montré que les fortes caractéristiques d’absorption sont étroitement corrélées avec les taux de formation d’étoiles des galaxies hôtes.
Corrélations Observées
Notre analyse a révélé une forte relation entre la largeur équivalente de certaines lignes d’absorption et les taux de formation d’étoiles des galaxies. Ça veut dire que les galaxies qui forment des étoiles rapidement tendent à avoir plus de signatures de gaz visibles dans leurs spectres. Cette connexion suggère qu'au fur et à mesure que les galaxies évoluent, leurs processus de formation d'étoiles influencent significativement le gaz environnant.
Fractions de Couverture
On a aussi regardé la fraction de galaxies qui produisaient des caractéristiques d'absorption de gaz détectables dans certaines distances. On a trouvé que dans les régions près de ces galaxies, il y a une augmentation notable de la quantité de gaz détecté. En particulier, les galaxies qui forment activement des étoiles avaient une plus grande probabilité d'être associées à de forts absorbeurs de gaz.
Différents Types de Galaxies
Dans notre étude, on a classé les galaxies selon leurs activités de formation d'étoiles. On s'est concentrés sur les galaxies de la séquence principale, qui sont celles qui forment des étoiles à un taux moyen pour leur masse. On a trouvé qu'un nombre significatif de ces galaxies avait de fortes caractéristiques d’absorption, indiquant une bonne quantité de gaz disponible pour la formation d'étoiles.
Influences Environnementales
On a considéré le rôle de l'environnement dans la façon dont le gaz se comporte et la croissance des galaxies. Les galaxies dans des régions plus denses de l'espace tendent à avoir des distributions de gaz différentes par rapport à celles dans des environnements plus isolés. Ça suggère que les environs peuvent affecter comment les galaxies se forment et évoluent.
Travaux Futurs
Pour l'avenir, on vise à collecter plus de données avec les futurs télescopes spatiaux pour enquêter davantage sur la relation entre le gaz et les galaxies. Les méthodologies qu'on a développées dans cette étude seront applicables dans de futures recherches, aidant à clarifier notre compréhension de la formation des galaxies.
Conclusion
Notre recherche met en lumière la connexion complexe entre le gaz froid et les galaxies en formation d'étoiles au midi cosmique. En analysant les caractéristiques d'absorption dans les quasars, on fournit des preuves de la co-évolution du gaz et des galaxies pendant une période critique pour la formation d’étoiles. Au fur et à mesure qu'on récolte plus de données, on espère obtenir des aperçus plus profonds sur la dynamique de l'univers.
Titre: DESI survey validation data in the COSMOS/HSC field: Cool gas trace main sequence star-forming galaxies at the cosmic noon
Résumé: We present the first result in exploring the gaseous halo and galaxy correlation using the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) survey validation data in the Cosmic Evolution Survey (COSMOS) and Hyper Suprime-Cam (HSC) field. We obtain the multiphase gaseous halo properties in the circumgalactic medium (CGM) by using 115 quasar spectra (S/N > 3). We detect MgII absorption at redshift 0.6 < z < 2.5, CIV absorption at 1.6 < z < 3.6, and HI absorption associated with the MgII and CIV. By cross-matching the COSMOS2020 catalog, we identify the MgII and CIV host galaxies in ten quasar fields at 0.9 < z < 3.1. We find that within the impact parameter of 250 kpc, a tight correlation is seen between strong MgII equivalent width and the host galaxy star formation rate. The covering fraction fc of strong MgII selected galaxies, which is the ratio of absorbing galaxy in a certain galaxy population, shows significant evolution in the main-sequence galaxies and marginal evolution in all the galaxy populations within 250 kpc at 0.9 < z < 2.2. The fc increase in the main-sequence galaxies likely suggests the co-evolution of strong MgII absorbing gas and the main-sequence galaxies at the cosmic noon. Furthermore, several MgII and CIV absorbing gas is detected out of the galaxy virial radius, tentatively indicating the feedback produced by the star formation and/or the environmental effects.
Auteurs: Siwei Zou, Linhua Jiang, Zheng Cai, John Moustakas, Zechang Sun, Zhiwei Pan, Jiani Ding, Jaime E Forero-Romero, Hu Zou, Yuan-sen Ting, Matthew Pieri, Steven Ahlen, David Alexander, David Brooks, Arjun Dey, Andreu Font-Ribera, Satya Gontcho A Gontcho, Klaus Honscheid, Martin Landriau, Axel de la Macorra, Mariana Vargas Magana, Aaron Meisner, Ramon Miquel, Michael Schubnell, Gregory Tarle, Zhimin Zhou
Dernière mise à jour: 2023-11-07 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2302.13357
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.13357
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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