Les trous noirs supermassifs freinent les naissances stellaires

Crédit : domaine public CC0

Les trous noirs avec des masses équivalentes à des millions de soleils freinent la naissance de nouvelles étoiles, disent les astronomes. En utilisant l’apprentissage automatique et trois simulations de pointe pour étayer les résultats d’une vaste étude du ciel, des chercheurs de l’Université de Cambridge ont résolu un débat de 20 ans sur la formation des étoiles.

La formation d’étoiles dans les galaxies est depuis longtemps un point central de la recherche en astronomie. Des décennies d’observations réussies et de modélisation théorique nous ont permis de bien comprendre comment le gaz s’effondre pour former de nouvelles étoiles à la fois dans et au-delà de notre propre Voie lactée. Cependant, grâce à des programmes d’observation de tout le ciel comme le Sloan Digital Sky Survey (SDSS), les astronomes ont réalisé que toutes les galaxies de l’Univers local ne formaient pas activement d’étoiles – il existe une population abondante d’objets “quiescents” qui forment des étoiles à des vitesses significatives. des taux plus bas.

La question de savoir ce qui arrête la formation d’étoiles dans les galaxies reste la plus grande inconnue dans notre compréhension de l’évolution des galaxies, débattue au cours des 20 dernières années. Joanna Piotrowska et son équipe de l’Institut Kavli de cosmologie ont mis en place une expérience pour découvrir ce qui pourrait être responsable.

À l’aide de trois simulations cosmologiques de pointe – EAGLE, Illustris et IllustrisTNG – les astronomes ont étudié ce que nous nous attendrions à voir dans l’Univers réel tel qu’observé par le SDSS, lorsque différents processus physiques stoppaient la formation d’étoiles dans les galaxies massives.






Joanna Piotrowska, doctorante à l’Université de Cambridge, explique comment les trous noirs supermassifs ont arrêté la formation d’étoiles et mis les galaxies en semi-retraite. Elle a présenté son travail au Royal Astronomical Society National Astronomy Meeting (NAM 2021). Crédit : Joanna Piotrowska

Les astronomes ont appliqué un algorithme d’apprentissage automatique pour classer les galaxies en formation d’étoiles et en repos, en demandant lequel des trois paramètres – la masse des trous noirs supermassifs trouvés au centre des galaxies (ces objets monstres ont généralement des millions, voire des milliards de fois la masse de notre Soleil), la masse totale des étoiles dans la galaxie, ou la masse du halo de matière noire autour des galaxies – prédit le mieux comment les galaxies se transforment.

Ces paramètres ont ensuite permis à l’équipe de déterminer quel processus physique – injection d’énergie par des trous noirs supermassifs, explosions de supernova ou chauffage par choc de gaz dans des halos massifs – est responsable de la semi-retraite des galaxies.

Les nouvelles simulations prédisent que la masse du trou noir supermassif est le facteur le plus important pour freiner la formation d’étoiles. Fondamentalement, les résultats de la simulation correspondent aux observations de l’univers local, ce qui ajoute du poids aux découvertes des chercheurs. Les résultats sont rapportés dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

“C’est vraiment excitant de voir comment les simulations prédisent exactement ce que nous voyons dans l’univers réel”, a déclaré Piotrowska. “Les trous noirs supermassifs – des objets dont la masse équivaut à des millions, voire des milliards de soleils – ont vraiment un effet important sur leur environnement. Ces objets monstres forcent leurs galaxies hôtes à une sorte de semi-retrait de la formation d’étoiles.”


Les trous noirs supermassifs freinent les naissances stellaires


Plus d’information:
Joanna M Piotrowska et al, Sur l’extinction de la formation d’étoiles dans les galaxies centrales observées et simulées : preuve du rôle de la rétroaction AGN intégrée, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2021). DOI : 10.1093 / mnras / stab3673

Fourni par l’Université de Cambridge

Citation: Les trous noirs supermassifs freinent les naissances stellaires (22 mars 2022) récupéré le 23 mars 2022 sur https://phys.org/news/2022-03-supermassive-black-holes-stellar-births.html

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