Comment refroidissez-vous un Phoenix? Je ne veux pas dire les oiseaux mythologiques de la flamme et de la renaissance, mais plutôt un homonyme cosmique avec une nature acharnée.
En utilisant le télescope spatial James Webb (JWST), les astronomes peuvent enfin avoir la réponse. Ils ont utilisé l’instrument puissant pour étudier le refroidissement extrême du gaz dans le cluster Phoenix, un regroupement de galaxies liées par la gravité située à environ 5,8 milliards d’années-lumière de la Terre.
Les étoiles ne peuvent se former que lorsque le gaz est suffisamment frais pour regrouper les patchs trop denses, c’est pourquoi les scientifiques sont particulièrement intéressés par la façon dont le cluster Phoenix forme des étoiles. En effet, cette section de l’univers forme des étoiles à un rythme incroyable.
Ce taux incroyable persiste malgré le fait qu’au cœur du cluster Phoenix est un trou noir supermassif 10 milliard temps aussi massif que le soleil. Ce trou noir monstre agit comme un accélérateur de particules naturelles qui éloigne le gaz et le gardant chaud – selon la théorie, cela devrait être de réduire la formation d’étoiles.
Cette contradiction apparente a conduit le cluster Phoenix à devenir un objet de mystère.
La nouvelle enquête JWST pourrait enfin mettre fin à la confusion, cependant, s’appuyant sur une décennie d’études précédentes menées à l’aide du télescope spatial Hubble, de l’observatoire de rayons X de Chandra et d’une richesse d’observatoires au sol.
« Nous pouvons comparer nos études précédentes sur le cluster Phoenix, qui ont trouvé des taux de refroidissement différents à différentes températures, à une pente de ski », a déclaré Michael McDonald du Massachusetts Institute of Technology à Cambridge et enquêteur principal du programme, dans un communiqué. « Le cluster Phoenix possède le plus grand réservoir de gaz chaud et de refroidissement de n’importe quel groupe de galaxies – analogue à la soulevée de chaise la plus fréquentée, amenant le plus de skieurs au sommet de la montagne. Cependant, tous ces skieurs ne faisaient pas sur la montagne , ce qui signifie que tout le gaz ne refroidissait pas à des températures basses.
« Si vous aviez une piste de ski où il y avait beaucoup plus de gens qui descendaient le lifting de ski en haut que ce qui arrivait en bas, ce serait un problème! »
Cette équipe pense que le JWST a finalement localisé ces « skieurs manquants » piégés à mi-chemin de la température du cluster Phoenix « Mountain ».
Les «skieurs manquants» sur la pente du cluster Phoenix
En utilisant l’instrument infrarouge médian de JWST (MiRI), l’équipe a collecté des données spectroscopiques 2D de la région du ciel contenant le cluster Phoenix, étudiant ainsi le noyau de ce groupe de galaxy dans des détails sans précédent.
Cela a aidé les chercheurs à localiser le gaz de refroidissement « manquant » qui contribue à la formation des étoiles. Ils ont également constaté que ce gaz, avec une température d’environ 540 000 degrés Fahrenheit (300 000 degrés Celsius), était situé dans des cavités dans le cluster Phoenix.
Ces cavités retracent à la fois le gaz incroyablement chaud, avec des températures de 18 millions de degrés Fahrenheit (10 millions de degrés Celsius), et le gaz refroidi, qui fait 18 000 degrés Fahrenheit (10 000 degrés Celsius).
« Des études antérieures ne mesuraient que le gaz aux extrémités froides et chaudes extrêmes de la distribution de la température dans tout le centre de l’amas », a déclaré McDonald. « Nous étions limités – il n’était pas possible de détecter le gaz« chaud »que nous recherchions. Avec le JWST, nous pouvions le faire pour la première fois. »
La sensibilité de Miri a obtenu un coup de pouce dans cette enquête à partir d’un phénomène naturel dans le cluster Phoenix qui voit des atomes de néon et d’oxygène ionisés ou dépouillés d’électrons, dans des environnements similaires.
Bien que l’oxygène ionisé soit beaucoup plus brillant, il n’est visible que dans les longueurs d’onde ultraviolets de lumière. Le néon, bien que gras, émet une lumière infrarouge, que le JWST a été construite pour voir.
« Dans les longueurs d’onde infrarouges moyennes détectées par le JWST, la signature néon VI était absolument en plein essor », a déclaré le chef d’équipe et chercheur de technologie du Massachusetts, Michael Reefe. « Même si cette émission est généralement plus difficile à détecter, la sensibilité du JWST dans le milieu infrarouge traverse tout le bruit. »
Bien que le cluster Phoenix soit un conglomération unique de galaxies en termes de plusieurs de ses caractéristiques, l’équipe vise désormais à utiliser cette technique de « preuve de concept » et la sensibilité de Miri pour étudier d’autres grappes de galaxies.
Les recherches de l’équipe ont été publiées le 5 février dans la revue Nature.
Publié à l’origine sur Space.com.
