Découverte d’un nouveau protocole de galaxies massives au repos

Une équipe internationale d’astronomes rapporte la découverte d’un nouveau protoamas de galaxies massives au repos avec un redshift d’environ 4,0. Il s’agit de la première détection d’un protocole de ce type avec un redshift aussi élevé. La découverte a été détaillée dans un article publié le 20 novembre sur le serveur de pré-impression. arXiv.

Les amas de galaxies abritent des centaines, voire des milliers de galaxies liées entre elles par la gravité. Ce sont les structures gravitationnellement les plus immenses de l’univers et pourraient servir d’excellents laboratoires pour étudier l’évolution et la cosmologie des galaxies.

Les astronomes s’intéressent particulièrement à l’étude des protoamas de galaxies, ancêtres des amas. De tels objets, trouvés à des redshifts élevés (supérieurs à 2,0), pourraient fournir des informations essentielles sur les premières phases de l’univers.

Aujourd’hui, un groupe d’astronomes dirigé par Masayuki Tanaka de l’Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ) a découvert un nouveau protocluster à redshift élevé. En analysant les données du Subaru/XMM-Newton Deep Survey (SDXS), ils ont identifié une concentration d’au moins cinq galaxies massives au repos, avec un redshift de 3,99. L’étude a été complétée par des données provenant d’observations de suivi avec le spectrographe MOSFIRE du télescope Keck I.

Les nouvelles galaxies ont reçu les désignations : SXDS2_19838, SXDS2_15659, SXDS2_16609, SXDS2_19229 et SXDS2_19997. La galaxie SXDS2_19838 est la plus massive d’entre elles puisque sa masse stellaire et celle de son halo ont été mesurées respectivement à 113,1 milliards et 3,1 billions de masses solaires.

Les observations montrent que SXDS2_19838 est entouré de quatre autres galaxies, qui ont ensemble des masses d’étoiles et de halos d’environ 230 milliards et 8,5 billions de masses solaires, respectivement. Toutes les galaxies de cette surdensité ont connu récemment un épisode d’activité stellaire, suivi d’une rapide extinction. Aujourd’hui, ils ont des taux de formation d’étoiles (SFR) compris entre 1,4 et 11,5 masses solaires par an.

Les données collectées suggèrent que ces cinq galaxies se sont formées et éteintes à des moments similaires. Les auteurs de l’article supposent que ce protocole s’effondrera pour former le noyau d’un cluster massif. Ils ont ajouté que le protoamas pourrait être un système plus dense que celui observé et que les galaxies membres ne sont pas encore dans le même halo au moment de l’observation, mais que des études supplémentaires sont nécessaires pour le confirmer.

En résumant les résultats, les chercheurs soulignent à quel point leur découverte est unique. “Il s’agit de la première découverte d’une concentration de galaxies au repos à ce redshift élevé et cela constitue un laboratoire unique pour étudier pour la première fois le rôle de l’environnement à z = 4”, ont conclu les scientifiques.

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