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Capturez le début de la rotation de la galaxie dans l’univers primitif

Newswise – À mesure que les télescopes deviennent plus avancés et plus puissants, les astronomes ont pu découvrir de plus en plus de galaxies lointaines. Ce sont quelques-unes des plus anciennes galaxies qui se sont formées dans notre univers et qui ont commencé à s’éloigner de nous à mesure que l’univers s’étendait. En fait, plus la distance est grande, plus la galaxie s’éloigne rapidement de nous. Fait intéressant, nous pouvons estimer à quelle vitesse la galaxie se déplaçait, et donc, quand elle s’est formée en fonction de l’apparition de son émission « redshift ». Ceci est similaire à un phénomène appelé « effet Doppler », par lequel les objets s’éloignant de l’observateur émettent une lumière qui semble se déplacer vers des longueurs d’onde plus longues (d’où le terme « décalage vers le rouge ») vers l’observateur.

Le télescope Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) situé au milieu du désert d’Atacama au Chili est particulièrement bien adapté pour observer de tels décalages vers le rouge dans les émissions galactiques. Récemment, une équipe de chercheurs internationaux comprenant le professeur Akio Inoue et l’étudiant diplômé Tsuyoshi Tokuoka de l’Université Waseda, au Japon, le Dr Takuya Hashimoto de l’Université de Tsukuba, au Japon, le professeur Richard S. Ellis de l’University College London et le Dr Nicolas Laporte A. Un chercheur de l’Université de Cambridge, au Royaume-Uni, a observé un décalage vers le rouge dans l’émission d’une galaxie lointaine, MACS1149-JD1 (ci-après JD1), ce qui les amène à des conclusions intéressantes. « Outre la découverte du redshift élevé, c’est-à-dire des galaxies très lointaines, l’étude de leur mouvement interne des gaz et des étoiles donne l’impulsion pour comprendre au plus vite le processus de formation des galaxies.Ellis explique. Les résultats de leur étude ont été publiés dans Lettres du journal astrophysique.

La formation de la galaxie commence par l’accumulation de gaz et se poursuit par la formation d’étoiles à partir de ce gaz. Au fil du temps, la formation d’étoiles progresse du centre vers l’extérieur, un disque galactique se développe et la galaxie acquiert une certaine forme. Au fur et à mesure que les étoiles se forment, de nouvelles étoiles se forment dans le disque en rotation tandis que les étoiles plus anciennes restent dans la partie centrale. En étudiant l’âge des objets stellaires et le mouvement des étoiles et des gaz dans la galaxie, il est possible de déterminer le stade d’évolution atteint par la galaxie.

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Après avoir effectué une série d’observations sur une période de deux mois, les astronomes ont mesuré avec succès de petites différences de « décalage vers le rouge » d’un site à l’autre dans la galaxie et ont découvert que JD1 répondait au critère d’une galaxie dominée par le spin. Ensuite, ils ont modélisé la galaxie comme un disque en rotation et ont découvert qu’il reproduisait bien les observations. La vitesse de rotation calculée était d’environ 50 kilomètres par seconde, ce qui a été comparé à la vitesse de rotation du disque de la Voie lactée de 220 kilomètres par seconde. L’équipe a également mesuré le diamètre de JD1 à seulement 3 000 années-lumière, ce qui est beaucoup plus petit que le diamètre de la Voie lactée à 100 000 années-lumière.

L’importance de leur résultat est que JD1 est de loin la source la plus éloignée et, par conséquent, la plus ancienne à ce jour contenant un disque en rotation de gaz et d’étoiles. Combiné avec des mesures similaires des systèmes les plus proches dans la littérature de recherche, cela a permis à l’équipe de déterminer l’évolution progressive des galaxies en rotation sur plus de 95% de notre histoire cosmique.

De plus, la masse estimée à partir de la vitesse de rotation de la galaxie était conforme à la masse stellaire précédemment estimée à partir de la signature spectrale de la galaxie, et provient principalement de celle des étoiles « matures » qui se sont formées il y a environ 300 millions d’années. « Cela montre que les amas d’étoiles de JD1 se sont formés à une époque antérieure de l’ère cosmique », dit Hashimoto.

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« La vitesse de rotation de JD1 est beaucoup plus lente que celle des galaxies des âges ultérieurs et la nôtre, et il est possible que JD1 soit à un stade initial de développement de la rotation.Avec le télescope spatial James Webb récemment lancé, les astronomes prévoient désormais de localiser des étoiles jeunes et plus âgées dans la galaxie pour vérifier et mettre à jour le scénario de formation de la galaxie.

De nouvelles découvertes sont définitivement à l’horizon !

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référence

EST CE QUE JE: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac7447

Auteurs : Tsuyoshi Tokuoka,1 Akio K. Inoue,1,2 Takuya Hashimoto,3 Richard S Ellis,4 Nicolas Laporte,5,6 Yuma Sugahara2,7Hiroshi Matsu,septYuichi Tamura8Yoshinobu Fudamoto,2,7Kana Moriwaki,9Guido Roberts BorsanidixIkoh Shimizu,11Satoshi Yamanaka1 2Naoki Yoshida9, 13, 14, 15Éric Zachrisson,16 Wei Cheng17.

Affiliations :

1 Département de physique pure et appliquée, Université Waseda

2 Institut de recherche Waseda des sciences et de l’ingénierie, Université Waseda

3 Centre Tomonaga pour l’histoire de l’univers (TCHoU), Université de Tsukuba

4 Département de physique et d’astronomie, University College London

5 Kavli Institute of Cosmology, Université de Cambridge

6 Laboratoire Cavendish, Université de Cambridge

sept Observatoire astronomique national du Japon

8 Département de science des particules et d’astrophysique, École supérieure des sciences, Université de Nagoya

9 Département de physique, Université de Tokyo

dix Département de physique et d’astronomie, Université de Californie

11 Département de littérature, Université Shikoku Gakuen

1 2 Département de l’enseignement général, Institut national de technologie, Toba College

13 Kavli Institute for Physics and Mathematics in the Universe (WPI), UT Institutes for Advanced Study, Université de Tokyo

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14 Centre de recherche sur l’univers ancien, Collège des sciences, Université de Tokyo

15e Institut de physique de l’intelligence, Collège des sciences, Université de Tokyo

16 Astrophysique observationnelle, Département de physique et d’astronomie, Université d’Uppsala

17 Département de physique et d’astronomie, Université Johns Hopkins

À propos de l’Université Waseda

Située au cœur de Tokyo, l’Université Waseda est une université de recherche privée de premier plan qui se consacre depuis longtemps à l’excellence académique, à la recherche innovante et à l’engagement civique aux niveaux local et mondial depuis 1882. L’université se classe au premier rang au Japon dans les activités internationales, y compris la population étudiante internationale, avec le groupe le plus large L’un des programmes d’études enseigné entièrement en anglais. Pour en savoir plus sur l’Université Waseda, visitez https://www.waseda.jp/top/ar.

Delphine Perrault

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