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Les galaxies nous aident à percer le mystère de la matière manquante dans la Voie lactée

en cours d’analyse: Nous avons tous regardé la nuit et admiré les étoiles brillantes. En plus de créer une scène merveilleuse, mesurer cette lumière nous aide à découvrir la matière dans notre galaxie, la Voie lactée.

Lorsque les astronomes ajoutent tout le matériel qui peut être découvert autour de nous (comme dans les galaxies, les étoiles et les planètes), ils ne trouvent que la moitié de la quantité d’existence attendue, basée sur des prédictions. Ce problème est détectableBaryonique“, Ce qui signifie qu’il est composé de particules de baryon telles que des protons et des neutrons.

Mais l’autre moitié de la matière dans notre galaxie est si sombre que même les télescopes les plus puissants ne peuvent pas la détecter. Il prend la forme de grumeaux de gaz froids et sombres. Dans ce gaz noir se trouve la matière noire «perdue» de la Voie lactée.

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à une feuille Publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical SocietyEn détail, nous avons découvert cinq galaxies lointaines et chatoyantes qui indiquent la présence d’un nuage de gaz de forme inhabituelle dans la Voie lactée. Nous pensons que ce cloud peut être lié au problème manquant.

Trouvez ce que nous ne pouvons pas voir

Les étoiles brillent à cause des perturbations de notre atmosphère. Lorsque sa lumière atteint la Terre, elle se plie en rebondissant à travers différentes couches de l’atmosphère.

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Rarement, les galaxies peuvent également clignoter en raison de la turbulence des gaz dans la Voie lactée. Nous voyons cette étincelle due aux noyaux lumineux de galaxies lointaines appelées «quasars».

La Voie lactée sur le sud de Wairarapa prise à partir d'un point d'observation à Tararua Ranges.

Mark J / trucs

La Voie lactée sur le sud de Wairarapa prise à partir d’un point d’observation à Tararua Ranges.

Les astronomes peuvent utiliser des quasars dans une certaine mesure comme des rétro-éclairages, pour détecter la présence de masses de gaz autour de nous qui seraient autrement impossibles à voir. Le défi, cependant, est qu’il est extrêmement rare de capturer des quasars scintillants.

C’est ici que Réseau Australian Pathfinder de kilomètres carrés Allez (DEMANDEZ). Ce télescope très sensible peut voir une zone de la taille de la Croix du Sud et détecter des dizaines de milliers de galaxies distantes, y compris des quasars, en une seule observation.

En utilisant ASKAP, nous avons regardé sept fois la même bande de ciel. Sur les 30 000 galaxies que nous pouvons voir, six clignotent fortement. Étonnamment, cinq d’entre eux étaient disposés en une longue et fine ligne droite.

L’analyse a montré que nous avons capturé une masse invisible de gaz entre nous et les galaxies. Et la lumière des galaxies semblait passer à travers le nuage de gaz, miroitante.

Au centre se trouve l’une des galaxies qui scintille fortement. Les couleurs représentent la luminosité, car elles alternent entre brillant (rouge) et luminosité (bleu).

Les étoiles brillent à cause des perturbations de notre atmosphère.  Lorsque sa lumière atteint la Terre, elle se plie en rebondissant à travers différentes couches de l'atmosphère.

Gary Steel / trucs

Les étoiles brillent à cause des perturbations de notre atmosphère. Lorsque sa lumière atteint la Terre, elle se plie en rebondissant à travers différentes couches de l’atmosphère.

Une masse de gaz est à dix années-lumière

Le nuage de gaz que nous avons découvert se trouvait à l’intérieur de la galaxie de la Voie lactée, à environ dix années-lumière de la Terre. Pour référence, une année-lumière équivaut à 9,7 billions de kilomètres.

Cela signifie que la lumière émise par ces galaxies scintillantes a parcouru des milliards d’années-lumière vers la Terre, pour être perturbée par le nuage au cours des dix dernières années de son voyage.

En observant les emplacements du ciel non seulement des cinq galaxies scintillantes, mais aussi des dizaines de milliers de galaxies non scintillantes, nous avons pu tracer des limites autour du nuage de gaz.

Nous avons trouvé que c’était très droit, de la même longueur que quatre lunes côte à côte, et seulement deux. ”MinutesDans le spectacle. C’est si fin que cela équivaut à regarder une mèche de cheveux allongée à la longueur d’un bras.

C’est la première fois que les astronomes peuvent calculer de cette manière les propriétés techniques et physiques d’un nuage de gaz. Mais d’où venait-il? Et qu’est-ce qui lui a donné une forme aussi inhabituelle?

Il fait froid là-dedans

Les astronomes ont émis l’hypothèse que lorsqu’une étoile passe très près d’un trou noir, les forces intenses du trou noir la sépareraient, produisant un long et mince flux de gaz.

Mais il n’y a pas de trous noirs supermassifs près de ce nuage de gaz – non Le plus proche que nous connaissons Il est à plus de 1000 années-lumière de la Terre.

Les astronomes ont émis l'hypothèse que lorsqu'une étoile passe très près d'un trou noir, les forces intenses du trou noir la sépareraient, produisant un long et mince flux de gaz.

Fourni

Les astronomes ont émis l’hypothèse que lorsqu’une étoile passe très près d’un trou noir, les forces intenses du trou noir la sépareraient, produisant un long et mince flux de gaz.

Nous proposons donc une autre théorie: qu’un “nuage de neige” d’hydrogène a été inactivé et élargi par les forces gravitationnelles d’une étoile proche, et s’est transformé en un nuage de gaz long et mince.

Les nuages ​​de neige n’ont été étudiés que comme des possibilités théoriques et sont presque impossibles à détecter. Mais il fera si froid que les gouttelettes d’hydrogène gazeux à l’intérieur peuvent se solidifier.

Certains astronomes pensent que les nuages ​​de neige font partie de la matière manquante de la Voie lactée.

C’est très excitant pour nous de mesurer une masse invisible de gaz avec ces détails, avec le télescope ASKAP. À l’avenir, nous prévoyons de reproduire notre expérience à une plus grande échelle et espérons créer une “carte des nuages” de la Voie lactée.

Nous pourrons alors voir combien il y a d’autres nuages ​​de gaz, comment ils se sont répartis et quel rôle ils ont pu jouer dans l’évolution de la Voie lactée.

Yuanming Wang Il est doctorant à Université de Sydney Et le Tara Murphy Il est professeur à Université de Sydney.

Cet article a été republié depuis Conversation Sous une licence Creative Commons. Lis le L’article original.

Delphine Perrault

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