{"id":127926,"date":"2013-08-21T11:28:41","date_gmt":"2013-08-21T17:28:41","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=127926"},"modified":"2014-09-20T02:37:31","modified_gmt":"2014-09-20T05:37:31","slug":"des-etoiles-%e2%80%a8que-le-vent-%e2%80%a8a-effacees","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/des-etoiles-%e2%80%a8que-le-vent-%e2%80%a8a-effacees\/","title":{"rendered":"Des \u00e9toiles \u2028que le vent \u2028a effac\u00e9es"},"content":{"rendered":"

Publi\u00e9 en Janvier 2013<\/em><\/p>\n

\"Galaxie

ESO\/DIGITIZED SKY SURVEY 2<\/span>Galaxie du\u00a0Fourneau, en\u00a0haut de page:\u00a0une des 26
galaxies naines\u00a0qui orbitent\u00a0autour de la\u00a0Voie Lact\u00e9e ESO\/DIGITIZED SKY SURVEY 2<\/span><\/p><\/div>\n

Il y a un myst\u00e8re sur l\u2019\u00e9volution des galaxies naines. Les astronomes observent un nombre bien moins important de ces petits amas d\u2019\u00e9toiles que ce qui est pr\u00e9vu par la th\u00e9orie actuelle de la formation de l\u2019univers \u00e0 partir d\u2019une explosion qui a eu lieu il y a 13,7 milliards d\u2019ann\u00e9es, le Big Bang. C\u2019est pour cette raison que l\u2019on pense que cette th\u00e9orie est erron\u00e9e (th\u00e9orie de moins en moins admise par les sp\u00e9cialistes), et qu\u2019un \u00e9v\u00e8nement a du se produire au cours de la formation de ces galaxies qui les a laiss\u00e9es si vides d\u2019\u00e9toiles que m\u00eame les plus puissants t\u00e9lescopes ne parviennent pas \u00e0 les observer.<\/p>\n

Dans un travail r\u00e9cemment approuv\u00e9 pour sa publication dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un groupe d\u2019astronomes br\u00e9siliens pr\u00e9sente des r\u00e9sultats qui renforcent la deuxi\u00e8me hypoth\u00e8se et qui d\u00e9crivent un possible m\u00e9canisme qui aurait emp\u00each\u00e9 certaines galaxies naines de produire des \u00e9toiles en abondance. Au moyen de simulations par ordinateur, Diego Falceta-Gon\u00e7alves, de l\u2019Universit\u00e9 de S\u00e3o Paulo (USP), Luciana Ruiz, Gustavo Lanfranchi et Anderson Caproni, de l\u2019Universit\u00e9 Cruzeiro do Sul (Unicsul), avancent l\u2019id\u00e9e qu\u2019une s\u00e9rie d\u2019explosions stellaires qui ont eu lieu au d\u00e9but de la formation des galaxies naines en aurait expuls\u00e9 presque tout le gaz qui leur aurait servi \u00e0 cr\u00e9er de nouvelles \u00e9toiles. Elles se seraient ainsi pratiquement d\u00e9peupl\u00e9es.<\/p>\n

Bien que cet \u00e9v\u00e8nement ait eu lieu il y a plus de 13 milliards d\u2019ann\u00e9es, peu de temps apr\u00e8s la cr\u00e9ation de l\u2019univers, ces explosions stellaires peuvent avoir laiss\u00e9 des traces (des \u00e9l\u00e9ments chimiques \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur et hors des galaxies) qui peuvent \u00eatre v\u00e9rifi\u00e9es par des observations astronomique qui serviront \u00e0 confirmer ou \u00e0 r\u00e9futer le mod\u00e8le. \u00abNotre travail explique ce qui a pu avoir lieu tant \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la galaxie naine qu\u2019entre les amas de galaxies\u00bb, d\u00e9clare Gustavo Lanfranchi.<\/p>\n

Les galaxies naines existent dans tout l\u2019univers, orbitant autour de galaxies plus grandes, comme la n\u00f4tre, la Voie Lact\u00e9e. Elles poss\u00e8dent g\u00e9n\u00e9ralement des centaines de millions d\u2019\u00e9toiles (environ 0,1 % du total trouv\u00e9 dans la voie Lact\u00e9e). Certaines contiennent encore du gaz et sont encore capables de cr\u00e9er de nouvelles \u00e9toiles. Cependant, la plupart abrite seulement un groupe de vieilles \u00e9toiles. Dans la Petite Ourse, une des galaxies naines qui orbitent autour de la Voie Lact\u00e9e, par exemple, la derni\u00e8re \u00e9toile est n\u00e9e il y a 9 milliards d\u2019ann\u00e9es.<\/p>\n

\"\"Cosmic Timeline Illustrati on NASA\/CXC\/M.Weiss<\/span><\/a>Conform\u00e9ment \u00e0 la th\u00e9orie cosmologique commune selon laquelle l\u2019univers est n\u00e9 il y a 13,7 milliards d\u2019ann\u00e9es \u00e0 partir d\u2019une explosion initiale et qui depuis lors s\u2019\u00e9tend, les galaxies naines ont \u00e9t\u00e9 les premiers amas d\u2019\u00e9toiles \u00e0 se former, environ 300 millions d\u2019ann\u00e9es apr\u00e8s le Big Bang. De plus grandes galaxies de la taille de la Voie Lact\u00e9e n\u2019ont commenc\u00e9 \u00e0 appara\u00eetre qu\u2019un milliard d\u2019ann\u00e9es plus tard. Les astronomes d\u00e9battent encore pour savoir si les plus grandes galaxies sont issues d\u2019une agglutination de galaxies naines ou si elles se sont d\u00e9velopp\u00e9es \u00e0 part. Mais tous estiment que les galaxies, grandes ou petites, sont n\u00e9es du gaz accumul\u00e9 dans des r\u00e9gions de l\u2019espace o\u00f9 la mati\u00e8re noire s\u2019est concentr\u00e9e.<\/p>\n

La mati\u00e8re noire est une substance invisible qui n\u2019a pas encore \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9e. Elle est pr\u00e9sente dans tout l\u2019espace et n\u2019est d\u00e9tect\u00e9e que par l\u2019influence gravitationnelle qu\u2019elle exerce sur les \u00e9toiles et les galaxies. Selon les observations cosmologiques, il devrait y avoir de cinq \u00e0 neuf fois plus de mati\u00e8re noire que de mati\u00e8re normale dans l\u2019univers. Les simulations par ordinateur bas\u00e9es sur la th\u00e9orie du Big Bang sugg\u00e8rent que les plus grandes galaxies se sont justement form\u00e9es dans les r\u00e9gions o\u00f9 s\u2019est concentr\u00e9e une plus grande quantit\u00e9 de mati\u00e8re noire, les halos.<\/p>\n

Ces simulations montrent \u00e9galement que chacun de ces grands halos de mati\u00e8re noire est entour\u00e9 d\u2019une constellation de centaines de halos plus petits, qui, en principe, devraient \u00eatre \u00e0 l\u2019origine des galaxies naines. Mais au lieu de centaines, seulement 26 d\u2019entre elles ont \u00e9t\u00e9 observ\u00e9es orbitant autour de la Voie Lact\u00e9e. \u00abSelon les observations et les simulations r\u00e9alis\u00e9es, il devrait y avoir des centaines de halos de mati\u00e8re noire qui n\u2019ont quasiment form\u00e9 aucune \u00e9toile\u00bb, commente Gustavo Lanfranchi.<\/p>\n

Un autre myst\u00e8re sur les galaxies naines est que la proportion de mati\u00e8re normale et de mati\u00e8re noire est tr\u00e8s diff\u00e9rente de celle observ\u00e9e dans les plus grandes galaxies. La masse du halo de mati\u00e8re noire qui englobe la Voie Lact\u00e9e est 10 fois plus grande que la masse totale de ses \u00e9toiles. Par contre, les galaxies naines \u00e9tudi\u00e9es contiennent de 20 \u00e0 3,4 mille fois plus de mati\u00e8re noire que la masse stellaire. \u00abProportionnellement, beaucoup moins d\u2019\u00e9toiles ont \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9es dans les galaxies naines que dans la Voie Lact\u00e9e pour diff\u00e9rentes raisons\u00bb, d\u00e9clare Gon\u00e7alves.<\/p>\n

Diff\u00e9rents groupes d\u2019astrophysiciens sont en train de d\u00e9velopper des simulations montrant comment aurait \u00e9volu\u00e9e la concentration initiale de gaz et de mati\u00e8re noire qui ont cr\u00e9\u00e9es les galaxies naines, pour expliquer leur pass\u00e9. Tous les travaux sugg\u00e8rent que les protagonistes de cette histoire sont les supernovas qui sont les explosions qui marquent la fin de vie des \u00e9toiles ayant une masse tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e, des dizaines de fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle du soleil. Selon les mod\u00e8les th\u00e9oriques, les premi\u00e8res supernovas qui se sont form\u00e9es dans ces galaxies auraient transf\u00e9r\u00e9 tant d\u2019\u00e9nergie vers le gaz \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de ces amas d\u2019\u00e9toiles qu\u2019elles auraient fini par l\u2019expulser dans le milieu intergalactique. Ainsi, sans gaz, la formation stellaire aurait \u00e9t\u00e9 interrompue.<\/p>\n

Jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent, aucune simulation n\u2019avait atteint un niveau de d\u00e9tail suffisant pour expliquer exactement comment ce gaz s\u2019\u00e9chappait, ni en quelle quantit\u00e9, ni \u00e0 quel stade de l\u2019\u00e9volution galactique. Les astronomes br\u00e9siliens ont alors accept\u00e9 de relever le d\u00e9fi de simuler le premier milliard d\u2019ann\u00e9es des galaxies naines de la mani\u00e8re la plus r\u00e9aliste possible, utilisant un code informatique d\u00e9velopp\u00e9 par l\u2019astrophysicien polonais Grzegorz Kowal, de l\u2019USP. Dans ces simulations, les chercheurs ont analys\u00e9 11 sc\u00e9narios possibles expliquant l\u2019\u00e9volution de ces galaxies, modifiant des param\u00e8tres comme la distribution de la mati\u00e8re noire et le taux de formation de supernovas. Ils ont \u00e9galement tenu compte de d\u00e9tails comme l\u2019apparition al\u00e9atoire de supernovas dans diff\u00e9rentes r\u00e9gions de la galaxie et la quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie lib\u00e9r\u00e9e par les explosions convertie en chaleur ou en lumi\u00e8re.<\/p>\n

\"036_039_GalaxiasAnas_ING-3\"<\/a>Vents omnipr\u00e9sents<\/strong>
\nLes chercheurs, bien que ma\u00eetrisant les param\u00e8tres de leurs simulations, ne pouvaient pas en conna\u00eetre les r\u00e9sultats \u00e0 l\u2019avance. \u00abNous avons d\u00e9couvert avec quelle rapidit\u00e9 les galaxies perdent leur gaz, compte tenu de leur masse, de la distribution de mati\u00e8re noire et du taux de formation de supernovas\u00bb, explique Gon\u00e7alves.<\/p>\n

Dans tous les sc\u00e9narios, les simulations montrent que les supernovas cr\u00e9ent des vents qui commencent \u00e0 expulser le gaz de la galaxie 100 millions d\u2019ann\u00e9es apr\u00e8s leur naissance. Dans le cas le plus extr\u00eames, 88 % du gaz a \u00e9t\u00e9 \u00e9limin\u00e9 en 1 milliard d\u2019ann\u00e9es. \u00abLa plupart des halos finissent avec peu d\u2019\u00e9toiles et deviennent invisibles\u00bb, explique le chercheur. \u00abLes galaxies que nous observons aujourd\u2019hui se sont form\u00e9es dans des sc\u00e9narios o\u00f9 le vent \u00e9tait plus faible\u00bb.<\/p>\n

Les chercheurs pensaient que le gaz r\u00e9chauff\u00e9 par les supernovas surmontait l\u2019attraction gravitationnelle et s\u2019\u00e9chappait de la galaxie pouss\u00e9 par beaucoup d\u2019\u00e9nergie, comme une fus\u00e9e lanc\u00e9e dans l\u2019espace, mais ils ont d\u00e9couvert que ce n\u2019\u00e9tait pas toujours le cas. En effet, 5 % \u00e0 40 % du gaz r\u00e9chauff\u00e9 par les explosions s\u2019\u00e9chappait en moins de 200 millions d\u2019ann\u00e9es, m\u00eame sans \u00e9nergie pour vaincre la gravit\u00e9, tout en flottant dans un gaz plus froid et plus dense qui l\u2019entourait. \u00abC\u2019est comme un ballon rempli d\u2019h\u00e9lium qui s\u2019\u00e9l\u00e8ve seul, sans \u00eatre lanc\u00e9\u00bb, explique Gon\u00e7alves.<\/p>\n

Ce ph\u00e9nom\u00e8ne connu sous le nom d\u2019instabilit\u00e9 de Rayleigh-Taylor, est le m\u00eame qui est responsable de l\u2019\u00e9l\u00e9vation en forme de champignon du gaz chaud dans une explosion atomique. Dans la simulation br\u00e9silienne, les supernovas cr\u00e9ent, autour d\u2019elles, des bulles de gaz chaud qui migrent vers les couches les plus externes et froides de la galaxie, s\u2019\u00e9tendant, se fondant et formant des canaux par lesquels le gaz s\u2019\u00e9chappe. Un r\u00e9sultat importante de ce ph\u00e9nom\u00e8ne est que la composition du gaz qui s\u2019\u00e9chappe des galaxies naines n\u2019est pas la m\u00eame que celle du gaz primordial, compos\u00e9e d\u2019\u00e9l\u00e9ments chimiques l\u00e9gers (hydrog\u00e8ne et h\u00e9lium), les premiers \u00e0 appara\u00eetre dans l\u2019univers. Le gaz qui s\u2019\u00e9chappe est enrichi d\u2019\u00e9l\u00e9ments chimiques plus lourds, cr\u00e9es dans les explosions de supernovas.<\/p>\n

\u00abCes r\u00e9sultats sont int\u00e9ressants et devront \u00eatre confront\u00e9 aux observations pour v\u00e9rifier si la th\u00e9orie est correcte\u00bb, affirme l\u2019astrophysicien Reinaldo de Carvalho, de l\u2019Institut National de Recherches Spatiales et sp\u00e9cialiste de l\u2019\u00e9volution des galaxies. Les chercheurs esp\u00e8rent comprendre ce qui s\u2019est pass\u00e9 avec les galaxies naines en analysant la composition chimique de leurs \u00e9toiles. \u00c0 cet effet, ils sont en train d\u2019analyser la Petite Ourse. Ils ont l\u2019intention de comparer leurs conclusions avec la composition du milieu intergalactique o\u00f9 auraient \u00e9t\u00e9 expuls\u00e9s des \u00e9l\u00e9ments chimiques plus lourds.<\/p>\n

Les projets<\/strong>
\n1<\/strong>. Champs magn\u00e9tiques, turbulence et effets de plasma dans le milieu intergalactique\u2013 n\u00ba 2011\/12909-8; Modalit\u00e9<\/strong> Ligne r\u00e9guli\u00e8re d\u2019Aide au Projet de Recherche; Coordonnateur<\/strong> Diego Falceta Gon\u00e7alves \u2013 USP; Investissement<\/strong> 151 676,28 reais (FAPESP).
\n2<\/strong>. \u00c9tude num\u00e9rique de plasmas magn\u00e9tis\u00e9s collisionnels et non collisionnels en astrophysique \u2013 n\u00ba 2009\/10102-0; Modalit\u00e9<\/strong> Ligne r\u00e9guli\u00e8re d\u2019Aide au Projet de Recherche; Coordonnateur<\/strong> Diego Falceta Gon\u00e7alves \u2013 USP; Investissement<\/strong> 108 750,89 reais (FAPESP).
\n3<\/strong>. Application de mod\u00e8les th\u00e9orico-informatiques en astrophysique \u2013 n\u00ba 2006\/57824-1. Modalit\u00e9<\/strong> Jeune Chercheur; Coordonnateur<\/strong> Gustavo Amaral Lanfranchi \u2013 Unicsul; Investissement<\/strong> 171 395,05 reais (FAPESP).<\/p>\n

Article scientifique<\/em>
\nRuiz, L. O. et al<\/em>. The mass loss process in dwarf galaxies from 3D hydrodynamical simulations: the role of dark matter and starbursts. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society<\/strong>. Sous presse.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Des \u00e9toiles \u2028que le vent \u2028a effac\u00e9es","protected":false},"author":14,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1186],"tags":[],"coauthors":[105],"class_list":["post-127926","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-photolab-fr"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/127926","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/14"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=127926"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/127926\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=127926"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=127926"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=127926"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=127926"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}