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Un boulet de canon a-t-il créé Sgr A East ?

Un boulet de canon a-t-il créé Sgr A East ?

Titre: Comment créer Sgr A Est : Où la supernova a-t-elle explosé ?

Auteurs: S. Ehlerová, J. Palouš, MR Morris, R. Wünsch, B. Barna et P. Vermot

Institution du premier auteur : Institut d’astronomie de l’Académie tchèque des sciences, Prague

Statut: Accepté par A&A

Fig. 1 : Sagittaire A Est à proximité du trou noir supermassif Sagittaire A*. En bleu, les observations X-Ray de Chandra et en rouge, les observations radio du Very Large Array de la NSF. Source : NASA / CXC / Nanjing University / Zhou et al. / NSF / NRAO / VLA

UN reste de supernova est une piste ou un indice, qui, s’il est lu correctement, peut vous conduire aux détails d’un événement violent passé depuis longtemps : un supernova explosion.
Ce que ces derniers instants spectaculaires de grandes étoiles laissent derrière eux est des plus fascinants, des plus beaux et contient potentiellement beaucoup d’informations.

Supernova Remnant au cœur de la galaxie

Les auteurs de l’article d’aujourd’hui ont entrepris de retrouver l’origine d’un résidu de supernova connu sous le nom de Sagittarius A East (Sgr A East). Si ce nom vous dit quelque chose, c’est probablement parce que vous avez déjà entendu parler du Sagittaire A*, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie, la Voie lactée.
Sgr A East ainsi que Sagittarius A* font partie de la source radio complexe au centre de la Voie lactée, connue simplement sous le nom de Sagittarius A.
Des nuages ​​de poussière et de gaz empêchent les télescopes optiques de voir dans le noyau galactique, cependant, les signaux radio traversent le voile et révèlent beaucoup sur les circonstances et les événements à l’intérieur.
Sgr A East est le vestige de supernova le plus proche du centre de notre galaxie, mais son âge et son origine exacte ne sont pas entièrement connus.

La simulation à la rescousse

Afin de faire la lumière sur le passé mystérieux de cet objet, les auteurs de l’article d’aujourd’hui ont mené une étude simplifiée hydrodynamique simulation de l’évolution d’un tel rémanent de supernova dans l’environnement du noyau galactique. Les principales composantes de cet environnement sont les massifs voisins nuage moléculaireavec lequel Sgr A East est connu pour interagir, et le vent stellaire soufflant des étoiles densément emballées au centre de la Voie lactée, connue sous le nom d’amas d’étoiles nucléaires.

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Outre le reste de la supernova, il peut y avoir une autre trace de l’explosion d’origine présente à proximité : un nébuleuse du vent pulsar appelé boulet de canon. Certains scientifiques pensent qu’il s’agit du véritable cadavre stellaire de l’événement qui a créé Sgr A East, qui a été laissé après que l’étoile massive d’origine ait perdu ses couches externes et quitté le séquence principale.

Si Cannonball pourrait en fait être le nétoile à eutrons connecté à Sgr A Est dépend de l’âge réel du reste. De manière générale, il existe deux suppositions éclairées pour ce nombre : l’une préfère un âge d’environ deux mille ans, tandis que l’autre estime un âge d’environ dix mille ans. Ces résultats proviennent d’enquêtes antérieures du Sgr A Est.
Seul l’âge plus avancé est compatible avec le fait que Cannonball soit lié à l’explosion qui a créé Sgr A East, car il aurait autrement déjà existé avant cette époque.

Il y a plus de preuves soutenant l’âge d’environ dix mille ans et Cannonball étant ce qui reste de l’étoile d’origine qui s’est effondrée et a ainsi créé Sgr A East : en calculant à partir de sa vitesse et de sa direction de mouvement actuelles, elle aurait été située à l’explosion site qui créa Sgr A Est vers 9 +/- 2 mille ans.
Cependant, d’autres modèles et enquêtes sur cet objet ont donné des résultats plaidant pour un âge beaucoup plus jeune du Sgr A Est, voire moins de deux mille ans.
Donc, plus de recherche est nécessaire.

Ajustement à la réalité

Afin de recréer la forme, la taille et la vitesse de l’expansion de Sgr A Est, les auteurs d’aujourd’hui ont utilisé un code hydrodynamique appelé RING. Après avoir exécuté le code, la précision du résultat est testée par un fonction de remise en forme. Cette fonction exprime à quel point les propriétés et les caractéristiques du reste de supernova simulé correspondent aux données des observations de Sgr A East.

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La milieu interstellaire a été simulé avec les deux composants susmentionnés : le nuage moléculaire, avec lequel Sgr A East interagit, et le vent stellaire de l’amas d’étoiles nucléaires. L’un des paramètres libres déterminés par la simulation était la position de l’explosion d’origine. Étant donné que les auteurs ont supposé que Sgr A East était du côté le plus jeune, le site de l’explosion a été contraint d’être situé pas trop loin de l’endroit où se trouve le reste aujourd’hui.

Les simulations ont duré jusqu’à 30 000 ans, tandis que les propriétés et les valeurs des paramètres de la version modélisée de Sgr A East ont été extraites et enregistrées après chaque millénaire qui passe pour une utilisation ultérieure dans la fonction de fitness. Ainsi, les valeurs obtenues ont été comparées à la réalité à un intervalle de mille ans afin de déterminer un âge pour le vestige.

Fig. 2 : Le logarithme de la fonction de fitness, qui détermine l’accord entre la simulation et les propriétés observées de Sgr A East à différents âges simulés. Plus la valeur de l’axe des ordonnées est élevée, meilleur est l’accord. Les auteurs ont également testé des cas où le milieu interstellaire n’est dominé que par le vent stellaire de l’amas d’étoiles nucléaires (tirets rouges) ou le nuage moléculaire (points bleus) à proximité de Sgr A Est. Cependant, l’effet combiné des deux (ligne grise) donne de meilleurs résultats de la fonction de fitness que de laisser de côté l’un ou l’autre. Les lettres (A, B, C, etc.) marquent les pics des valeurs de logarithme.
Source : Fig. 5 dans l’article d’aujourd’hui

La figure 2 montre les résultats de la fonction de fitness sur la tranche d’âge ainsi que les cas où le milieu interstellaire est dominé uniquement par le nuage moléculaire ou uniquement par le vent stellaire de l’amas d’étoiles nucléaires. Il est évident que les simulations s’adaptent en général beaucoup mieux aux propriétés observées de Sgr A Est, si l’on tient compte à la fois du vent et des nuages, et plus précisément pour des âges d’au moins 5 000 ans. En dessous de cette limite, l’accord chute brusquement et le meilleur ajustement a en fait été trouvé pour un âge de dix mille ans, mais les âges de 19 et 29 mille ans ne peuvent pas être exclus, car ils affichent également des logarithmes très élevés de la fonction de fitness.

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Fig. 3 : Les meilleurs modèles pour la position de l’explosion de la supernova, qui a créé Sgr A East en coordonnées x et y. La taille et la couleur des carrés représentent toutes deux la qualité de la fonction de fitness, ce qui signifie que les meilleures valeurs sont situées là où les carrés sont grands et rouges. Source : partie de la Fig. 6 dans l’article d’aujourd’hui

Où tout va

La position de l’explosion originale de la supernova est en fait assez fortement contrainte par ces modèles (voir Fig. 3). Il semble se trouver dans la coquille en expansion qu’est Sgr A East, à environ 3,7 pc du trou noir supermassif Sgr A*.

Fig. 4 : La projection du meilleur modèle d’ajustement (marqué par “A” sur la Fig. 1) de Sgr A East, y compris l’emplacement actuel de Cannonball, le site d’explosion de supernova d’origine projeté, l’emplacement du trou noir supermassif Sgr A * et celle d’un nuage de petits grains de poussière chauds supposés à l’origine coïncider avec l’emplacement de l’explosion d’origine. Source : partie de la Fig. 8 de l’article d’aujourd’hui

Le modèle le mieux adapté de Sgr A Est (marqué “A” sur la Fig. 2) vu du point de vue de notre Soleil est illustré en détail sur la Fig. 4. Cela montre également l’emplacement du site d’explosion possible connecté à ce modèle comme ainsi que l’emplacement de l’étoile à neutrons connue sous le nom de Cannonball. La direction du mouvement, ainsi que la vitesse de ce vestige stellaire s’alignent très bien avec l’âge prévu de Sgr A Est de ce modèle (dix mille ans) ainsi que l’emplacement prévu de l’explosion de la supernova d’origine dans ce scénario. L’étoile Cannonball était avant sa mort aurait pu être située là où le modèle prédit le site d’explosion d’origine et correspond donc à la source d’origine de cet événement cosmique.

Les auteurs plaident donc pour que l’âge réel de Sgr A East soit d’environ dix mille ans et que Cannonball soit le vestige stellaire de la même explosion de supernova qui a créé Sgr A East. Cependant, il existe encore des possibilités pour que Sgr A East ait quelques milliers d’années de plus et les auteurs reconnaissent que plusieurs composants de leur simulation, comme le nuage moléculaire, pourraient bénéficier d’une modélisation plus fine. De plus, plus d’observations et une détermination plus détaillée des propriétés de Sgr A Est et de ses environs peuvent offrir une meilleure compréhension de l’objet.

Sgr A East reste un indice fascinant pour étudier et comprendre les morts stellaires massives à proximité immédiate du noyau galactique.

Astrobite édité par Pratik Gandhi
Crédits image : NASA, NSF, journal d’aujourd’huir

À propos de Jana Steuer

J’ai passé près de deux ans au LMU de Munich, travaillant pour l’Observatoire universitaire (USM), qui possède le télescope Fraunhofer Wendelstein de 2,1 m. Mon domaine de recherche est les exoplanètes. J’en cherche des traces dans les données de grandes enquêtes, comme la mission TESS, puis je les surveille, en utilisant la spectrographie et la photométrie. Je me concentre principalement sur les planètes à longue période qui peuvent potentiellement abriter la vie. Aujourd’hui, je suis communicante scientifique à plein temps, travaillant dans un observatoire public et réalisant du contenu sous toutes ses formes pour parler d’astronomie aux gens ! Je suis un grand fan du Seigneur des Anneaux et j’agis en tant que DM pour plusieurs groupes de Donjons et Dragons. J’adore les chats et je fais du kickboxing pendant mon temps libre.

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