Une équipe internationale d’astronomes a utilisé une nouvelle méthode pour caractériser les étoiles qui résident dans un groupe de galaxies et la “lumière intra-groupe”, une faible lumière entre elles.
Les parties les plus brillantes de la lumière intra-groupe sont environ 50 fois plus faibles que le ciel nocturne le plus sombre de la Terre. Il est difficile à détecter, même avec les plus grands télescopes sur Terre – ou dans l’espace.
Les astronomes ont utilisé leur technique sensible pour éliminer la lumière de tous les objets à l’exception de la lumière intra-groupe. Ils ont détecté la lumière intra-groupe mais ont pu étudier et raconter l’histoire des étoiles qui la peuplent.
Le Dr Cristina Martínez-Lombilla de l’École de physique de l’UNSW Science a déclaré: « Nous avons analysé les propriétés de l’intra-groupe étoiles — ces étoiles errantes entre les groupes de galaxies. Nous avons examiné l’âge et l’abondance des éléments qui les composaient, puis nous avons comparé ces caractéristiques avec les étoiles appartenant toujours à des groupes de galaxies.
“Nous avons constaté que la lumière intra-groupe est plus jeune et moins riche en métaux que les galaxies environnantes.”
Les étoiles orphelines dans la lumière intra-groupe étaient “anachroniques” et semblaient provenir d’un endroit différent de leurs voisins les plus proches. Selon les chercheurs, le caractère des étoiles intra-groupe ressemblait à la “queue” nébuleuse d’un galaxie lointaine.
En combinant ces indices, les chercheurs ont pu reconstituer l’histoire – le conte – de la lumière intra-groupe et comment ses étoiles se sont retrouvées dans leur propre orphelinat stellaire.
Dr Martinez-Lombilla a dit, “Nous pensons que ces étoiles individuelles ont été à certains endroits dépouillées de leurs galaxies d’origine, et maintenant elles flottent librement, suivant la gravité du groupe. Le décapage, appelé décapage de marée, est causé par le passage de galaxies satellites massives – similaires à la voie Lactée – qui entraînent les étoiles dans leur sillage.
“C’est la première fois que la lumière intra-groupe de ces galaxies est observée.”
“Le dévoilement de la quantité et de l’origine de la lumière intra-groupe fournit un enregistrement fossile de toutes les interactions qu’un groupe de galaxies a subies et fournit une vue holistique de l’histoire des interactions du système.”
«De plus, ces événements se sont produits il y a longtemps. Les galaxies [we’re looking at] sont si éloignés qu’on les observe tels qu’ils étaient il y a 2,5 milliards d’années. C’est le temps qu’il faut pour que leur lumière nous parvienne.
“Nous avons développé une procédure de traitement d’image sur mesure qui nous permet d’analyser les structures les plus faibles dans le Univers», a déclaré le Dr Martínez-Lombilla.
«Il suit les étapes standard pour l’étude des structures faibles dans les images astronomiques – ce qui implique une modélisation 2D et la suppression de toute la lumière sauf celle provenant de la lumière intra-groupe. Cela inclut toutes les étoiles brillantes dans les images, les galaxies obscurcissant la lumière intra-groupe, et une soustraction de l’émission continue du ciel.
“Ce qui rend notre technique différente, c’est qu’elle est entièrement basée sur Python, elle est donc très modulaire et facilement applicable à différents ensembles de données provenant de différents télescopes plutôt que d’être simplement utile pour ces images.”
“Le résultat le plus important est que lors de l’étude de structures très faibles autour des galaxies, chaque pas compte et chaque lumière indésirable doit être prise en compte et supprimée. Sinon, vos mesures seront erronées.
Les techniques présentées dans cette étude sont un pilote, encourageant les futures analyses de la lumière intra-groupe.
Notre principal objectif à long terme est d’étendre ces résultats à un large échantillon d’un groupe de galaxies. Ensuite, nous pouvons examiner les statistiques et découvrir les propriétés typiques concernant la formation et l’évolution de la lumière intra-groupe et ces systèmes extrêmement communs de groupes de galaxies.
“Il s’agit d’un travail clé pour préparer la prochaine génération de relevés profonds de tout le ciel tels que ceux qui seront effectués avec le télescope spatial Euclid et le LSST avec l’observatoire Vera C. Rubin.”
Référence de la revue :
- Cristina Martínez-Lombilla, Sarah Brough, et al. Galaxy And Mass Assembly (GAMA): lumière intragroupe étendue dans un groupe à z = 0,2 à partir d’images Hyper Suprime-Cam profondes. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, 2023 ; 518 (1) : 1195 DOI : 10.1093/mnras/stac3119
