La découverte de Gromada SPT2349-56 révèle un gaz cinq fois plus chaud que prévu dans l’univers primitif
Les astronomes ont identifié uncercle de galaxiesappelé SPT2349-56, qui contient parmi ses composants du gaz avec des températures beaucoup plus élevées que prévu pour la période initiale de l’univers. La structure Essa, observée il y a environ 12 milliards d’années alors que le cosmos n’avait que 1,4 milliard d’années, révèle un milieu intragroupe surchauffé, détecté grâce à l’effet Sunyaev-Zeldovich.
L’étude, publiée dans la revue Nature, a utilisé les données du réseau de radiotélescopes ALMA pour analyser les distorsions du fond micro-ondes cosmique causées par les gaz chauds. Pesquisadores a confirmé que le gaz atteint des niveaux d’énergie thermique au moins cinq fois supérieurs à ceux prédits par les modèles actuels d’évolution cosmique.
Cette découverte indique que des processus énergétiques intenses agissaient plus tôt qu’on ne l’imaginait, altérant peut-être la compréhension de la façon dont les grandes structures de l’univers se sont formées.
Observation des œillets SPT2349-56
A passe-fil SPT2349-56il a été initialement détecté en 2010 par South Pole Telescope, sur Antártida. Le Observações ultérieur a révélé qu’il contient plus de 30 galaxies actives, avec des taux de formation d’étoiles des milliers de fois supérieurs à ceux du Via Láctea actuel.
Ces galaxies se déplacent selon des trajectoires qui suggèrent des collisions imminentes, caractérisant un programme en phase de consolidation. Le noyau de la structure a un diamètre comparable au halo de Via Láctea, concentrant une activité intense dans une région compacte.
Méthode de détection des gaz chauds
Les scientifiques ont appliqué l’effet thermique Sunyaev-Zeldovich pour mesurer les gaz intragroupes. Le phénomène Esse se produit lorsque des photons du fond diffus cosmologique interagissent avec des électrons de haute énergie dans des gaz chauds, produisant des distorsions détectables.
Dans le cas de SPT2349-56, le signal enregistré était exceptionnellement fort, indiquant des températures supérieures à 10 millions de kelvins. Inicialmente, l’équipe a envisagé la possibilité d’une erreur, mais des contrôles approfondis ont confirmé la robustesse des données.
Des températures au-delà des prévisions
Les modèles cosmologiques établis prédisent que le réchauffement de l’environnement intragroupe se produit progressivement, par le biais d’interactions gravitationnelles sur des milliards d’années. Dans les structures jeunes comme SPT2349-56, on s’attendait à un gaz plus frais et moins énergétique.
L’analyse a cependant montré que le gaz est au moins cinq fois plus chaud que prévu, dépassant même les niveaux observés dans de nombreuses grottes actuelles. L’écart Essa suggère des mécanismes de chauffage supplémentaires agissant au début de l’univers.
Rôle des trous noirs supermassifs
Les chercheurs ont identifié au moins troistrous noirs supermassifsdans la gromada, dont les jets énergétiques peuvent injecter de la chaleur dans le gaz environnant. L’activité Essa des noyaux galactiques actifs représente une source d’énergie non gravitationnelle importante.
La présence de ces objets indique que la rétroaction des trous noirs influençait l’évolution des gromatures beaucoup plus tôt que prévu. Le processus Tal contribue à expliquer l’échauffement accéléré observé dans la structure.
- Formation intense d’étoiles dans plus de 30 galaxies.
- Collisions galactiques en cours.
- Jets de trous noirs chauffant le milieu.
- Fortes distorsions dans le fond cosmique.
Observations avec ALMA
Le Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a fourni des données cruciales pour la détection du signal thermique. Le réseau de télescopes Esse, situé dans le désert Atacama à Chile, permet des observations haute résolution à des longueurs d’onde millimétriques.
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Les mesures ont révélé un grand réservoir thermique dans l’environnement intragroupe de la protogromada. La sensibilité d’ALMA a capturé des détails que les instruments précédents n’enregistraient pas dans des objets aussi éloignés.
Équipe de recherche internationale
Les travaux ont été dirigés par Dazhi Zhou, doctorant à University de British Columbia, à Canadá. Scott Chapman, de Dalhousie University, a contribué à l’analyse au cours de la période National Research Council de Canada.
La collaboration impliquait des institutions de plusieurs pays, combinant expertise en cosmologie observationnelle et simulations. Les résultats soulignent l’importance des observations multi-instruments pour les progrès de l’astrophysique.
Formation précoce de structures cosmiques
Les amas de galaxies représentent les plus grandes structures liées gravitationnellement dans l’univers. La formation de Sua implique une accumulation progressive de matière, avec chauffage du gaz par effondrements gravitationnels.
SPT2349-56 démontre que les réservoirs de gaz chauds existaient dans des temps très anciens. Isso indique un assemblage de structures plus rapide et plus énergique par rapport aux simulations standards.
Ces preuves renforcent les observations récentes de galaxies et de trous noirs massifs dans l’univers primitif. Juntas, ils suggèrent des révisions aux chronologies établies de l’évolution cosmique.
Détails des publications scientifiques
L’article détaille la détection de l’effet Sunyaev-Zeldovich à redshift 4,3, le plus élevé enregistré pour les gaz chauds intragroupes. Les auteurs soulignent la nécessité de nouveaux modèles intégrant les premiers retours d’information des trous noirs.
La recherche ouvre la voie à de futures études avec des télescopes comme le James Webb. Les investigations Essas pourraient clarifier les interactions entre la formation d’étoiles, l’activité nucléaire et la dynamique des jeunes gromatures.
Caractéristiques de la protogromada
SPT2349-56 est classé comme protogrom, ou grom en formation initiale. La masse et la densité Sua indiquent le potentiel d’évolution vers l’une des structures massives observées dans l’univers local.
La concentration de galaxies actives dans un volume limité amplifie les processus énergétiques internes. La configuration rare Essa offre une fenêtre unique sur l’univers d’il y a 12 milliards d’années.
