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Les retournements de spin montrent comment les galaxies se développent à partir du co

Les retournements de spin montrent comment les galaxies se développent à partir du co

La structure à grande échelle de l’univers est tracée par la distribution des galaxies. Cette « toile cosmique » est constituée de structures filamenteuses géantes reliant des amas massifs de galaxies.

La nouvelle étude révèle que les galaxies avec des renflements plus grands ont tendance à tourner perpendiculairement aux filaments dans lesquels elles sont intégrées, tandis que les galaxies avec des renflements plus petits ont tendance à tourner parallèlement à ces filaments.

“Tout est lié à la masse du renflement”, explique l’astrophysicienne Dr Stefania Barsanti de l’Université nationale australienne, auteur principal de l’article et membre du Centre d’excellence ASTRO 3D.

“Les galaxies qui sont principalement des disques, avec un renflement de faible masse, ont tendance à avoir leur axe de rotation parallèle au filament le plus proche. En effet, ils se forment principalement à partir du gaz tombant sur le filament et «l’enroulant». Les renflements galactiques se développent lorsque les galaxies fusionnent, généralement lorsqu’elles se déplacent le long du filament. Ainsi, les fusions ont également tendance à «inverser» l’alignement entre le spin de la galaxie et le filament de parallèle à perpendiculaire.

« Nous pensons que les fusions doivent être plus probables à mesure que les galaxies se déplacent le long des filaments les unes vers les autres. La direction de ces fusions entraîne le spin flip », explique le professeur Scott Croom, astronome à l’Université de Sydney et co-auteur de l’article.

Cette découverte met en lumière la formation de deux composants principaux des galaxies et leur relation avec les structures et les mouvements à grande échelle de la matière dans le réseau cosmique.

“Notre motivation était d’essayer de comprendre pourquoi les galaxies tournent et comment elles acquièrent leur moment cinétique à partir du matériau qui les forme”, explique le Dr Barsanti.

«Grâce à cette étude, nous pouvons comprendre comment les fusions jouent un rôle important dans la formation des galaxies, à la fois la composante de renflement central et le retournement de spin», dit-elle. “Cela indique des canaux de formation particuliers pour la façon dont les galaxies commencent à tourner et comment la rotation change à mesure que la galaxie évolue.”

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Bien que cette évolution ait été suggérée par des simulations informatiques, cette étude est la première fois que les scientifiques utilisent l’observation directe pour confirmer que la croissance du renflement central d’une galaxie peut provoquer un renversement des alignements.

“Il s’agit d’un signal subtil qui est vraiment difficile à détecter dans les observations”, explique le Dr Barsanti.

Cela a été rendu possible avec l’avènement de la spectroscopie de champ intégrale, une technique dans laquelle un instrument optique combine des capacités spectrographiques et d’imagerie pour construire une image 3D d’une galaxie et en même temps résoudre ses mouvements internes.

Cette étude a utilisé un spectroscope appelé SAMI, attaché au télescope anglo-australien de 3,9 mètres de large situé à Siding Spring, NSW.

Les chercheurs ont utilisé SAMI pour étudier 3 068 galaxies entre 2013 et 2020. Cette quantité stupéfiante de données a pris des années à étudier et a fourni des preuves directes pour l’article publié.

«Avec le SAMI Galaxy Survey, nous avons une spectroscopie à résolution spatiale qui nous permet de cartographier la galaxie, avec des spectres en de nombreux points à travers la galaxie», explique le Dr Barsanti. “Cela nous indique les mouvements internes des étoiles et du gaz dans la galaxie, afin que nous puissions mesurer sa rotation globale.”

“Le SAMI Galaxy Survey nous a permis de cartographier la galaxie”, explique le Dr Barsanti. “Ses mesures nous indiquent les mouvements internes des étoiles et du gaz dans une galaxie, afin que nous puissions déterminer sa rotation globale.”

Ces résultats éclaireront la prochaine grande étape de notre recherche, le Hector Galaxy Survey. Hector est le spectrographe de nouvelle génération remplaçant SAMI au télescope anglo-australien, que nous utiliserons pour étudier environ 30 000 galaxies.

Le professeur Stuart Wyithe de l’Université de Melbourne, qui est directeur d’ASTRO 3D, déclare que l’article fait avancer les objectifs clés du Centre de retracer la distribution de la matière depuis les temps les plus reculés de l’Univers jusqu’à nos jours, et de construire une image 3D de la la formation et l’évolution de l’Univers que nous voyons aujourd’hui.

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“En utilisant la puissance de l’étude des galaxies SAMI, qui a mesuré la structure 3D des galaxies individuelles ainsi que leur position dans l’espace, cet article montre comment les mouvements de masse dans les galaxies et les positions des galaxies sont connectés, ce qui est un élément essentiel dans la compréhension. comment les galaxies se sont assemblées », explique le professeur Wyithe

L’étude a été menée en collaboration avec des chercheurs de l’Université nationale australienne, de l’Université de Sydney, de l’Université Johns Hopkins, de l’Université de Hambourg, de l’Université de Cambridge et de l’Université Macquarie.

Le Centre d’excellence ARC de 40 millions de dollars pour l’astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3D) est financé par l’Australian Research Council (ARC) et six universités australiennes collaboratrices : l’Université nationale australienne, l’Université de Sydney, l’Université de Melbourne, Swinburne Université de technologie, Université d’Australie-Occidentale et Université Curtin.

Contacts:

Bill Condie (contact média, science en public)

Tél. : +61 450 952 365 Courriel : [email protected]

Laura Boland (contact média, Science en public)

Tél. : +61 408 166 426 Courriel : [email protected]

Stefania Barsanti (auteur principal de la recherche, ASTRO 3D, disponible pour un entretien)

Courriel : [email protected]

LE DOCUMENT EST DISPONIBLE SUR https://doi.org/10.1093/mnras/stac2405

Le SAMI Galaxy Survey : le retournement de l’alignement spin-filament est le plus fortement corrélé à la croissance du renflement

Stefania Barsanti, Matthew Colless, Charlotte Welker, Sree Oh, Sarah Casura, Julia J Bryant, Scott M Croom, Francesco D’Eugenio, Jon S Lawrence, Samuel N Richards, Jesse van de Sande

ABSTRAIT

Nous étudions les alignements des axes de spin des galaxies par rapport aux filaments de la toile cosmique en fonction de diverses propriétés des galaxies et de leurs renflements et disques constitutifs. Nous exploitons le SAMI Galaxy Survey pour identifier les axes de rotation 3D à partir de la cinématique stellaire résolue spatialement et pour décomposer la galaxie en composants cinématiques de renflement et de disque. Le relevé GAMA est utilisé pour reconstituer les filaments cosmiques. La masse du renflement, définie comme le produit de la masse stellaire et du rapport renflement sur flux total Mrenflement = M × (B/T), est le principal paramètre de corrélation avec les alignements spin-filament : les galaxies avec des masses de renflement plus faibles ont tendance à avoir leurs spins parallèles au filament le plus proche, tandis que les galaxies avec des masses de renflement plus élevées sont plus alignées perpendiculairement. Met B / T montrent séparément des corrélations, mais ils ne démêlent pas complètement les alignements spin-filament. D’autres propriétés de la galaxie, telles que la morphologie visuelle, l’âge stellaire, l’activité de formation d’étoiles, les paramètres cinématiques et l’environnement local, sont des traceurs secondaires. En se concentrant sur les galaxies S0, on trouve des alignements préférentiellement perpendiculaires, le signal étant dominé par les galaxies S0 de masse élevée. L’étude séparée des alignements renflement et spin-filament du disque révèle des informations supplémentaires sur les voies de formation des galaxies correspondantes : les renflements ont tendance à avoir des alignements plus perpendiculaires, tandis que les disques montrent des tendances différentes selon leurs caractéristiques cinématiques et la masse du renflement associé. La corrélation observée entre le retournement des alignements spin-filament et la croissance du renflement peut s’expliquer par les fusions, qui entraînent à la fois les retournements d’alignement et la formation du renflement.

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