Une galaxie de l'Amas de la Vierge, Messier 99. © Adam Block, Mount Lemmon SkyCenter, University of Arizona
Sciences

Hubble a révélé d'étranges « blobs » bleus formés de jeunes étoiles

ActualitéClassé sous :cosmologie , matière noire , SECCO1

[EN VIDÉO] Les 20 ans de Futura avec Françoise Combes  2021 c'est l'année des 20 ans de Futura ! À cette grande occasion, nous avons demandé à nos parrains de s'exprimer sur le sujet... Françoise Combes s'est notamment prêtée à l'exercice et nous livre son analyse d'astrophysicienne sur le passé, mais aussi sur les 20 prochaines années. 

En cherchant à résoudre une des énigmes de la cosmologie standard avec de la matière noire, des chercheurs ont découvert l'existence de nouveaux groupes d'étoiles en dehors des galaxies. Ces « blobs bleus » contiennent du gaz et uniquement, semble-t-il, de jeunes étoiles bleues.

Les astrophysiciens travaillant sur l'énigme de la matière noire sont à la recherche de galaxies naines contenant de la matière noire mais qui sont sans doute très peu lumineuses pour avoir échappé à une détection plus précoce. Le modèle cosmologique standard prédit l'existence d'un grand nombre de ces galaxies naines autour des grandes galaxies comme la Voie lactée.

Il est possible de chasser ces galaxies naines, et plus généralement des galaxies peu lumineuses proches de notre Galaxie en utilisant des radiotélescopes comme ceux du réseau du Very Large Array au Nouveau-Mexique (USA). Techniquement parlant, il s'agit d'étudier le rayonnement radio de nuages de gaz, par exemple via la fameuse raie à 21 cm de l’hydrogène. Plusieurs nuages de gaz prometteurs pouvant être associés à des galaxies naines peu lumineuses ont ainsi été découverts par le groupe d'astronomes dirigé par Elizabeth Adams, de l'Institut néerlandais de radioastronomie.

On pensait que ces nuages ​​​​de gaz étaient associés à la Voie lactée et la plupart d'entre eux le sont probablement. Mais quand des équipes -- avec des chercheurs comme David Sand, professeur d'astronomie associé de l'UArizona, ou Michael Jones, chercheur postdoctoral à l'UArizona Steward Observatory et auteur principal d'un article au sujet de ces nuages et déposé en accès libre sur arXiv -- ont voulu chercher des étoiles associées à eux et à des galaxies naines, elles ont eu des surprises.

Ainsi, une association inédite de jeunes étoiles bleues formant un groupe dénommé SECCO1 et observée avec le télescope Hubble s'est trouvée être en réalité dans l'amas de galaxies de la Vierge. Situé à une distance estimée entre 48 et 72 millions d'années-lumière, il avait été découvert par le célèbre astronome français Charles Messier (1730-1817) renommé pour avoir créé le fameux catalogue d'objets du ciel profond portant son nom.

Les astronomes de l'UArizona ont identifié une nouvelle classe de système stellaire. La collection d'étoiles bleues pour la plupart jeunes est vue ici à l'aide du télescope spatial Hubble. © Michel Jones

Deux hypothèses pour l'origine des mystérieux « blobs bleus »

D'autres observations menées avec Hubble et les instruments du VLT de l'Eso au Chili ont révélé l'existence de « blobs » bleus similaires avec des caractéristiques encore jamais vues. Ainsi, la plupart des étoiles de chaque système sont très bleues et très jeunes, riches en éléments lourds que les astrophysiciens appellent des métaux qui sont, en fait, simplement des noyaux autres que ceux de l'hydrogène, l'hélium et leurs isotopes, le tout baignant dans des nuages qui contiennent très peu d'hydrogène atomique formant bien à la fin des structures de la taille d'une galaxie naine.

L'article sur arXiv fait ainsi état de cinq « blobs » bleus qui sont éloignés de la Voie lactée et de galaxies lointaines dans l'amas de Virgo, auxquelles ils sont potentiellement associés, d'une distance pouvant atteindre 300.000 années-lumière.

La présence presque uniquement d'étoiles bleues, donc jeunes, sans aucune naine jaune ou naine rouge vraiment détectable, indique que la formation stellaire est récente. Or la présence de beaucoup de métaux indique que le gaz à partir duquel ces étoiles se sont formées devait se trouver dans une grande et ancienne galaxie qui a eu le temps d'évoluer chimiquement avec plusieurs générations d'étoiles effectuant de la nucléosynthèse stellaire et finissant leur vie en supernovae, éjectant donc dans les galaxies les produits de cette nucléosynthèse. On devrait donc voir, comme dans la Voie lactée, des naines rouges et jaunes en abondance.

Pour résoudre ce paradoxe, on peut invoquer deux théories qui toutes font intervenir des masses de gaz importantes éjectées d'une grande galaxie. La première suppose l'effet des forces de marée exercées par une grande galaxie sur une autre, forces qui auraient donc arraché du gaz. L'autre théorie fait intervenir une galaxie entrant rapidement en collision avec une masse de plasma chaud dans l'amas de galaxie. On peut montrer que le choc produit une pression capable d'arracher rapidement une masse de gaz de la galaxie. On parle alors d'un effet dit de dépouillement par pression dynamique (ram pressure stripping en anglais).

Les chercheurs penchent plutôt pour la seconde hypothèse car, pour obtenir des blobs malgré tout très isolés des galaxies environnantes, il faut qu'ils se déplacent vite, ce qui n'est pas compatible avec l'hypothèse du mécanisme avec des forces de marée.

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