Les astronomes ont pour la première fois étudié la lueur insaisissable et faible émise par les étoiles qui ont été déracinées de leurs foyers et existent maintenant en tant qu’orphelins de l’espace entre les galaxies.
L’équipe a utilisé une nouvelle technique pour étudier cette soi-disant «lumière intra-groupe» et a raconté comment des étoiles mal alignées étaient tissées dans un groupe de galaxies. Parce que ces galaxies sont visibles comme elles l’étaient il y a 2,5 milliards d’années, l’étude pourrait apporter une contribution précieuse à notre compréhension de l’évolution cosmique.
« Nous ne savons presque rien sur la lumière de l’endogroupe », a déclaré Christina Martínez-Lombilla, scientifique à l’Université de South Wales School of Physics, dans un communiqué. (s’ouvrira dans un nouvel onglet). « La découverte de la quantité et de l’origine de la lumière intragroupe fournit un enregistrement fossile de toutes les interactions qu’un groupe de galaxies a subies et fournit une vue holistique de l’histoire des interactions du système », a déclaré Martinez-Lombilla.
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Les astronomes ont utilisé une méthode qui exclut la lumière de toutes les autres sources à l’exception de la lumière intragroupe. En plus de détecter cette faible lumière, ce processus a permis à l’équipe de raconter une histoire sur les étoiles vivant dans l’espace entre les galaxies.
« Nous avons analysé les propriétés des étoiles intragroupes – des étoiles errantes entre des groupes de galaxies », a déclaré Martinez-Lombilla. « Nous avons examiné l’âge et la quantité d’éléments qui les composent, puis nous avons comparé ces caractéristiques aux étoiles qui appartiennent toujours à des groupes de galaxies. »
L’équipe a découvert que la lumière intragroupe indique que ces étoiles sont plus jeunes et moins riches en éléments que l’hydrogène et l’hélium, que les astronomes appellent des métaux, que les étoiles des galaxies environnantes.
Cela signifie que ces étoiles orphelines sont non seulement anachroniques – elles semblent appartenir à une autre époque – mais aussi qu’elles semblent avoir une origine différente de leurs étoiles voisines. En fait, les astronomes pensent que les étoiles intragroupes ont plus en commun avec les étoiles qui occupent la « queue » brumeuse d’une galaxie plus éloignée. « Ces événements se sont produits il y a très longtemps. Les galaxies [we’re looking at] si loin que nous les observons tels qu’ils étaient il y a 2,5 milliards d’années. C’est le temps qu’il faut pour que leur lumière nous atteigne », a déclaré Martinez-Lombilla dans un communiqué.
En utilisant ces informations, l’équipe a retracé l’histoire des étoiles intragroupes et comment elles se sont retrouvées dans un refuge d’étoiles entre les galaxies. « Nous pensons qu’à un moment donné, ces étoiles individuelles ont été séparées de leurs galaxies d’origine, et maintenant elles flottent librement, suivant la gravité du groupe », a expliqué Martinez-Lombilla.
Cette extraction d’étoiles hors des galaxies s’appelle l’attraction des marées, et elle est causée par le passage de galaxies satellites massives comme la Voie lactée et leur influence gravitationnelle entraînant les étoiles.
La distorsion de marée se produit lorsque la grande galaxie NGC 2207 déchire la plus petite galaxie IC 2163, comme on le voit avec le télescope spatial Hubble de la NASA/ESA. (Crédit image : NASA/ESA et l’équipe Hubble Heritage (STScI))
Afin de mieux comprendre la lumière intragroupe pour la première fois, les astronomes ont développé un processus d’imagerie spécial qui leur a permis d’analyser la lumière la plus faible. « Les parties les plus brillantes de la lumière intra-groupe sont environ 50 fois plus faibles que le ciel nocturne le plus sombre de la Terre. Il est extrêmement difficile à détecter même avec les plus grands télescopes sur Terre ou dans l’espace », a déclaré Martinez-Lombilla.
Pour ce faire, l’équipe a dû trouver sa propre méthode pour visualiser cette faible lumière. « Nous avons développé une procédure d’imagerie spéciale qui nous permet d’analyser les structures les plus faibles de l’univers. Il suit les étapes standard pour étudier les structures faibles dans les images astronomiques, ce qui implique la modélisation 2D et la suppression de toute lumière sauf de la lumière intra-groupe », a ajouté Martinez-Lombilla.
Martinez-Lombilla a expliqué que cela implique de bloquer la lumière de toutes les étoiles brillantes dans les images et la lumière des galaxies qui obscurciraient normalement la lumière du groupe. « Le résultat le plus important est que lors de l’étude de structures très faibles autour des galaxies, chaque pas compte, et [all] la lumière indésirable doit être prise en compte et supprimée », a déclaré Martinez-Lombilla. « Sinon, vos mesures seront erronées. »
L’équipe vise maintenant à utiliser ce processus en dehors de ce groupe de galaxies pour un large échantillon de groupes similaires. « Ensuite, nous pouvons examiner les statistiques et déterminer les propriétés typiques concernant la formation et l’évolution de la lumière intragroupe et ces systèmes de groupes de galaxies extrêmement courants », a ajouté Martinez-Lombilla.
Étant donné que la méthode de traitement de l’équipe est entièrement basée sur le langage de programmation universel open-source Python, Martinez-Lombilla a expliqué qu’elle est hautement modulaire. Cela signifie qu’il peut être facilement appliqué à différents ensembles de données provenant de différents télescopes.
« Il s’agit d’un travail clé pour préparer la prochaine génération d’enquêtes profondes sur tout le ciel, telles que celles qui seront réalisées par le télescope spatial Euclid et le LSST avec l’observatoire Vera S. Rubin », a conclu Martinez-Lombilla.
Les recherches de l’équipe sont publiées dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (s’ouvrira dans un nouvel onglet)
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