Regardez le disque de toute grande galaxie spirale, et vers l'extérieur, il semble lisse, avec des étoiles uniformément réparties partout. Que se passe-t-il alors que la galaxie arrive à maturité pour permettre la distribution fluide observée dans les galaxies comme la Voie lactée? À l'aide du télescope spatial Spitzer de la NASA, une équipe internationale d'astronomes a découvert des flux de jeunes étoiles s'écoulant de leurs cocons nataux dans des galaxies lointaines. Ces fleuves d'étoiles lointaines apportent une réponse à l'un des casse-tête les plus fondamentaux de l'astronomie.
Les astronomes savent que les amas où se forment les étoiles commencent à disparaître lorsque leur âge atteint plusieurs centaines de millions d'années. On pense que quelques mécanismes expliquent cela: certains amas s'évaporent lorsque des mouvements internes aléatoires expulsent les étoiles une par une, et d'autres amas se dispersent à la suite de collisions entre les nuages où ils sont nés. En effectuant un zoom arrière sur des mécanismes fonctionnant encore à plus grande échelle, les mouvements de cisaillement provoqués par la rotation de la galaxie autour de son centre dispersent les amas d'amas de jeunes étoiles.
«Notre analyse répond maintenant au grand puzzle. En trouvant une myriade de flux de jeunes étoiles sur les disques des galaxies que nous avons étudiées, nous voyons que le mécanisme pour séparer les amas de jeunes étoiles est le cisaillement des mouvements de la galaxie parente. Ces flux sont le «chaînon manquant» dont nous avions besoin pour comprendre comment les disques des galaxies évoluent pour ressembler à eux », a déclaré le chef d'équipe David Block de l'Université de Witwatersrand en Afrique du Sud.
Pour cette découverte, il était essentiel de trouver un moyen d'imager de jeunes courants stellaires auparavant cachés dans des galaxies à des millions d'années-lumière. Pour ce faire, l'équipe a utilisé des observations infrarouges à haute résolution du Spitzer.
L'utilisation de la lumière infrarouge plutôt que visible pour regarder les galaxies a permis au groupe de choisir des étoiles au bon âge lorsque les étoiles commencent à peine à se propager de leurs amas.
"Spitzer observe dans l'infrarouge où des populations d'étoiles vieilles de 100 millions d'années dominent la lumière", a noté le co-auteur Bruce Elmegreen, de la division de recherche d'IBM à New York. «Les régions plus jeunes brillent davantage dans les parties visibles et ultraviolettes du spectre, et les régions plus anciennes deviennent trop pâles pour être vues. Nous pouvons donc filtrer toutes les étoiles dont nous ne voulons pas en prenant des photos avec une caméra infrarouge. "
L'infrarouge est également important car la lumière dans cette partie du spectre peut pénétrer les nuages de poussière denses entourant les amas où se forment les étoiles.
"La poussière bloque très efficacement la lumière optique des étoiles", a déclaré Robert Gehrz de l'Université du Minnesota, "mais la lumière infrarouge avec sa longueur d'onde plus longue contourne les particules de poussière qui bloquent notre vue. Cela permet de voir plus clairement la lumière infrarouge des jeunes étoiles. »
Mais même lorsque les images sont prises dans l'infrarouge, elles sont toujours dominées par la lumière des disques lisses et anciens des galaxies, et non par les faibles traces de jeunes amas dispersés. Des manipulations mathématiques spéciales ont été nécessaires pour sélectionner les grappes, dont les traces faibles peuvent encore être vues précisément parce qu'elles ne sont pas lisses.
Le membre de l'équipe Ivanio Puerari de l'Instituto Nacional de Astrofisica, Optica y Electronica à Puebla, au Mexique, a utilisé une technique inventée par le mathématicien Jean Baptiste Fourier au début des années 1800. La technique est en fait un filtre spatial qui sélectionne la structure à l'échelle physique où se produit la formation des étoiles. "Les structures ne peuvent pas être vues sur les images originales de Spitzer avec l'œil humain", a noté Puerari.
«La combinaison du filtrage de Fourier et des images infrarouges a mis en évidence des régions de la bonne taille et du bon âge. Dévoiler alors autant de flux d'étoiles sur les disques des galaxies était inimaginable il y a un an. Cette découverte continue de mettre en évidence l'énorme potentiel du télescope spatial Spitzer pour apporter des contributions qu'aucun de nous n'aurait pu rêver possible », a commenté Giovanni Fazio du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, chef de projet pour l'équipe de caméras Spitzer Infrared Array. photos, et co-auteur de la découverte.
«Galileo, en tant qu'astronome et mathématicien, aurait été fier. C'est une merveilleuse interaction entre l'utilisation des observations astronomiques et des mathématiques et des ordinateurs, exactement 400 ans depuis que Galileo a utilisé son télescope pour examiner notre galaxie de la Voie lactée en 1609 », a déclaré Fazio
Source: Spitzer
