Les galaxies spirales comme la nôtre peuvent se transformer en taches floues, et maintenant nous savons comment : ScienceAlert

Toutes les galaxies ne sont pas construites de la même façon.

là incroyable, Spirale effervescente Avec des bras gracieux se tordant élégamment dans l’espace. Il y a de petites taches qui ne sont pas claires. là-bas Épisodes étranges Avec des centres creux ou des amas d’étoiles sombres et dispersés qui ressemblent à peine à une galaxie.

Comment les galaxies obtiennent ce qu’elles font est un mystère. Mais la nouvelle recherche apporte des réponses.

À l’aide d’un réseau de neurones, une équipe de scientifiques australiens a découvert comment des galaxies spirales bien ordonnées se transforment en galaxies floues, lenticulaires et elliptiques sans structure de bras à proprement parler.

En particulier, la recherche met en évidence un phénomène étrange, jusque-là inexpliqué, connu sous le nom de relation morphologie-densité : les galaxies uniques qui pendent d’elles-mêmes, comme la Voie lactée, sont plus susceptibles d’être des spirales, tandis que les galaxies en amas ont tendance à être lenticulaires. ou elliptique. .

« Nous avons découvert qu’il se passe différentes choses lorsque de nombreuses galaxies sont réunies », a-t-il ajouté. dit l’astronome Joel Pfeiffer Du nœud de l’Université d’Australie-Occidentale du Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR).

« Les bras spiraux des galaxies sont très fragiles, et à mesure qu’ils atteignent des densités plus élevées dans les amas de galaxies, les galaxies spirales commencent à perdre leur gaz. Cette perte de gaz les fait « laisser tomber » leurs bras spiraux, les transformant en une forme lenticulaire. Une autre raison est la fusion des galaxies, qui peut être vue par deux ou plusieurs galaxies spirales entrant en collision pour former une grande galaxie elliptique par la suite. »

Le travail a utilisé un projet appelé Evolution and Assembly of GaLaxies and Their Environments (Aigle), une simulation sophistiquée conçue pour faire progresser la compréhension de la formation et de l’évolution des galaxies.

Parce que EAGLE correspond si étroitement aux observations, les scientifiques sont convaincus qu’il reflète avec précision la véritable évolution de l’univers. Ils l’utilisent comme un laboratoire dans lequel ils peuvent observer des changements trop longs à remarquer tout en travaillant en temps réel.

Les chercheurs ont formé un algorithme pour reconnaître les galaxies en fonction de leurs formes et les ont laissées libres dans la simulation. L’algorithme a identifié 20 000 galaxies par minute, ce qui a considérablement réduit le temps qu’il aurait fallu pour les classer dans la simulation. Ils ont découvert qu’EAGLE recrée avec précision la relation entre la morphologie et la densité dans l’univers réel.

Les scientifiques peuvent alors observer les voies évolutives qui conduisent à la dominance de certains types de galaxies dans différents environnements. Dans les environnements à haute densité, les interactions gravitationnelles et les collisions entre galaxies modifient la forme des galaxies spirales pour produire un plus grand nombre de galaxies lenticulaires et elliptiques.

Le réseau neuronal a également identifié des galaxies floues occasionnelles dans les régions à faible densité de l’espace. Des simulations ont montré que ceux-ci se produisent lorsque des galaxies avec des masses supermassives Trou noir Dans leurs centres fusionnent. Cela ne suffit pas à lui seul à changer la forme d’une galaxie, car dans les environnements à faible densité, les bras spiraux peuvent se remodeler.

Dans ces cas, le superamas trous noirs Joue un rôle majeur. Lorsqu’ils fusionnent, ils forment un noyau galactique actif qui fournit ce qu’on appelle une rétroaction. Des vents forts et des radiations provenant de l’espace extrême autour d’un trou noir soufflent activement à travers la galaxie, éliminant le gaz intergalactique qui l’entoure, ce qui reconstituerait le gaz de la galaxie et limiterait sa capacité à remodeler les bras spiraux.

Les chercheurs affirment que ces mécanismes sont tous cohérents avec les théories précédentes sur la façon dont les galaxies changent au fil du temps et les rejoignent dans une image plus large de l’interaction et de l’évolution des galaxies.

« Il y a eu beaucoup de suggestions au fil du temps », Pfeffer dit. « Mais c’est le premier travail d’assemblage de toutes les pièces du puzzle. »

Recherche publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.