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Les vents des trous noirs forment les galaxies

Des observations à longueurs d'ondes multiples ont permis d'avoir une vision plus complète des gaz moléculaires haute vitesse éjectés des trous noirs massifs. Des chercheurs financés par l'UE ont analysé les observations pour découvrir comment les flux sortants influencent la formation d'étoiles dans l'ensemble de la galaxie hôte.
Les vents des trous noirs forment les galaxies
Un trou noir massif se trouve au centre de chaque galaxie. Sagittarius A* au centre de la Voie lactée est calme, mais c'est le contraire qui se profile au centre des jeunes galaxies. Il y a quantité de noyaux actifs de galaxie (AGN) dans l'Univers proche. Les astronomes observent les fusions de galaxies pour découvrir comment ces trous noirs deviennent actifs.

Dans le cadre du projet BLACK HOLES AND JWST (How active black holes shape the universe: Beyond Hubble), financé par l'UE, des astronomes ont analysé des observations de gaz moléculaire froid et de poussière de la galaxie Dragonfly. Également désignée sous le nom de MRC0152-209, il s'agit d'une des radiogalaxies formant des étoiles le plus rigoureusement.

Les observations de l'Atacama Large Millimeter Array (ALMA) au Chili et de l'Australia Telescope Compact Array (ATCA) ont révélé des étendues de débris provenant d'une fusion. En particulier, la galaxie Dragonfly est probablement le résultat d'une triple fusion, riche en gaz. Mais qu'est-ce qui a déclenché son activité de formation d'étoile?

L'équipe BLACK HOLES AND JWST a observé qu'elle consiste en un noyau double fermé et un faible émetteur de gaz moléculaire froid à une distance d'environ 10 kiloparsecs (kpc). Le puissant AGN semble avoir été «activé» dans ce stade de précoalescence de la fusion.

Le gaz moléculaire froid est déplacé au sein de la fusion, dont il ne s'échappera probablement pas. Les astronomes ont estimé le taux de redistribution du gaz moléculaire à au moins 1200 masses solaires par an et que celui-ci pourrait augmenter jusqu'à 3 000 masses solaires par an, ce qui constitue la limite de formation stellaire.

Les interactions gravitationnelles entre les disques de gaz moléculaire froid en rotation autour des deux noyaux ou les flux sortants générés par AGN pourraient entraîner une redistribution des gaz. D'un autre côté, les échelles de temps de redistribution des gaz sont similaires à celles observées pour l'appauvrissement en gaz, ce qui laisse penser que ces processus sont importants dans l'évolution des galaxies.

Les résultats du projet BLACK HOLES AND JWST constituent une étape cruciale vers la compréhension de la manière dont les fusions de galaxies «activent» les trous noirs. Selon toute apparence, la force destructrice des trous noirs crée aussi les conditions nécessaires pour la formation de nouvelles étoiles en périphérie des galaxies hôtes.

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Mots-clés

Trous noirs, gaz moléculaire, noyau actif de galaxie, BLACK HOLES AND JWST, galaxie Dragonfly