Explorer le vide intergalactique par des simulations

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Les galaxies sont bien étudiées, mais on en sait beaucoup moins sur les vastes espaces qui les séparent. Bien qu’il semble vide, le milieu intergalactique (IGM) contient en réalité plus de matière que les galaxies – cela est difficile à voir car il ne brille pas comme des étoiles.

Une simulation pour comprendre le vide intergalactique

À présent, des astronomes ont utilisé des simulations pour révéler de nouveaux détails sur la structure de ce vide, montrant que ces « espaces intergalactiques » couvrant des millions d’années-lumière ont tendance à s’effondrer dans un brouillard cosmique.

Il semble que l’Univers manque énormément de matière – la grande majorité n’a pas été retrouvée. La matière noire, bien sûr, est la matière mystérieuse qui représenterait environ 80% de toute la matière, et si nous pouvons dire indirectement qu’elle existe, nous n’avons pas encore été en mesure de la détecter directement.

Mais même sur les 20% restants, composés de matière « normale », il est difficile de trouver de grandes bandes de matière. Certains ont suggéré que seulement 10 à 20% de la matière « normal » résidaient dans les galaxies, le reste se trouverait probablement dans d’immenses nuages ​​de gaz entre les galaxies.

Parce que cette matière ne brille pas comme les étoiles, il est difficile de la repérer directement, mais des astronomes ont développé une technique. Habituellement, ils peuvent savoir ce qu’il y a et combien en mesurant l’absorption de la lumière de fond et d’autres rayonnements, tels que les rayons X.

Pour cette nouvelle étude, une équipe d’astronomes de l’Université de Yale, de l’Institut Max Planck d’astrophysique et de l’Institut d’études théoriques Heidelberg a examiné la physique et la structure des nuages ​​de gaz intergalactiques à l’aide de simulations. Leurs résultats ont révélé quelques nouveautés concernant ce facinant sujet.

Ce sont des distributions aplaties 

« Ce sont des distributions aplaties de matière, appelées  « crêpes », qui s’étendent sur des millions d’années-lumière », explique Frank van den Bosch, coauteur de l’étude. « Nous avons constaté que le gaz contenu dans ces crêpes, plutôt que d’être distribué en douceur, se brise en ce qui ressemble à un » brouillard cosmique « composé de minuscules nuages ​​de gaz relativement froids et denses. »

Auparavant, on pensait que ces nuages ​​de gaz plus denses ne se formaient que près des galaxies, où le gaz est déjà naturellement plus dense. Mais cette nouvelle simulation est la première à montrer que cela peut également se produire dans un espace intergalactique profond, car le gaz en se refroidissement provoque une instabilité.

Cette simulation a également montré que ce brouillard cosmique est « vierge », ce qui signifie qu’il ne contient pas de métaux lourds. Cela a du sens, car il est suffisamment éloigné des galaxies pour que la « pollution » des métaux lourds ne puisse pas les atteindre.

L’équipe affirme qu’il est important d’étudier l’IGM car il se nourrit de galaxies et alimente de nouvelles étoiles. Savoir ce qu’il contient et comment cela fonctionne peut nous en apprendre beaucoup sur la structure et la composition à grande échelle de l’Univers.

L’IGM apporte du gaz frais aux galaxies

« La raison pour laquelle les galaxies sont capables de former des étoiles en permanence est que l’IGM leur injecte du gaz frais », a déclaré Nir Mandelker, principal auteur de l’étude. « Il est clair que les galaxies manqueraient de gaz très rapidement si elles n’accrétaient pas de gaz frais provenant de l’IGM. »

Cette recherche a été publiée dans Astrophysical Journal Letters.

La vidéo ci-dessous nous montre cette simulation:

Source : Yale University
Crédit photo : Pixabay

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