MacroCosmos mars-avril 2023

27 MARS-AVRIL 2023 U ne équipe d’astronomes utilisant l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) et le James Webb Space Telescope (JWST) ont découvert une "usine de recyclage" d’hydrogène moléculaire chaud et froid dans le Quintet de Stephan, qui fabrique des choses mystérieuses. À gauche : le champ 6, qui se trouve au centre de l’onde de choc principale, recycle l’hydrogène chaud et froid alors qu’un nuage géant de molécules froides est étiré en une queue chaude d’hydrogène moléculaire de plus en plus étendue. Au milieu : le champ 5 a dé- voilé deux nuages de gaz froid reliés par un flux d’hydrogène moléculaire chaud, caractérisé par une collision à grande vitesse, qui alimente l’enveloppe de gaz chaud autour de la région. À droite : le champ 4 a révélé un environnement plus stable et moins turbulent dans lequel l’hydrogène s’est effondré, formant ce que les scientifiques pensent être une petite galaxie naine en formation. [ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/JWST/P. Appleton (Caltech), B.Saxton (NRAO/AUI/NSF)] « Lorsque l’onde de choc se déplace à travers ce flux grumeleux, elle crée une couche de refroidissement très turbulente, et c’est dans les régions touchées par cette activité violente que nous observons des structures inattendues et le recyclage de l’hy- drogène moléculaire. C’est impor- tant parce que l’hydrogène molécu- laire constitue la matière première qui pourrait éventuellement former des étoiles, et pourtant comprendre son sort nous en dira plus sur l’évolu- tion du Quintette de Stephan et des galaxies en général. » Les nouvelles observations utilisant le récepteur Band 6 (longueur d’onde de 1,3 mm) d’ALMA, déve- loppé par le National Radio Astro- nomy Observatory (NRAO) de la NSF, ont permis aux scientifiques de zoo- mer sur trois régions clé avec des dé- tails extrêmes et, pour la première fois, de construire une image claire de la façon dont l’hydrogène se dé- place et se façonne sur une base continue. « La puissance d’ALMA est évidente dans ces observations, of- frant aux astronomes de nouvelles perspectives et une meilleure com- préhension de ces processus jusque- là inconnus » , a déclaré Joe Pesce, responsable du programme ALMA à l’U.S. National Science Foundation. La région au centre de l’onde de choc principale, dénommée Champ 6, a révélé un nuage géant de molé- cules froides qui est brisé et étiré en une longue queue d’hydrogène mo- de formation stellaire. Ce n’est pas le cas dans le Quintette de Stephan, où cette activité violente se déroule dans le milieu intergalactique, loin des galaxies dans des endroits où il y a peu ou aucune formation stellaire pour obstruer la vue. Cette fenêtre dégagée sur l’univers a permis aux astronomes d’observer ce qui se passe alors que l’une des ga- laxies, NGC 7318b, s’introduit violem- ment dans le groupe à une vitesse relative de presque 800 km/seconde. À cette vitesse, un voyage de la Terre à la Lune ne prendrait que huit mi- nutes. « Alors que cet intrus s’écrase sur le groupe, il entre également en collision avec un ancien flux de gaz qui a probablement été généré par une interaction précédente entre deux autres galaxies et provoque la formation d’une onde de choc géante » , a déclaré Philip Appleton, un astronome à l’IPAC du Caltech et chercheur principal du projet. léculaire chaud et recyclé à plusieurs reprises à travers ces mêmes phases. « Ce que nous voyons, c’est la dés- agrégation d’un nuage géant de molécules froides en un gaz super chaud et, fait intéressant, le gaz ne survit pas au choc, il passe simple- ment par des phases chaudes et froides » , a déclaré Appleton. « Nous ne comprenons pas encore complè- tement ces cycles, mais nous savons que le gaz est recyclé, car la lon- gueur de la queue est supérieure au temps qu’il faut pour détruire les nuages dont il est composé. » Cette usine de recyclage interga- lactique n’est pas la seule activité étrange résultant des ondes de choc. Dans la région dénommée Camp 5, les scientifiques ont observé deux nuages de gaz froid reliés par un flux d’hydrogène moléculaire chaud. Curieusement, l’un des nuages (qui ressemble à un projectile à grande vitesse d’hydrogène froid entrant en collision avec un gros filament fi- liforme de gaz diffus) a créé un an- neau dans la structure en la per- forant. L’énergie générée par cette collision alimente l’enveloppe de gaz chaud autour de la région, mais les scientifiques ne savent pas exac- tement ce que cela signifie, car ils ne disposent pas encore de données d’observation détaillées pour le gaz chaud. « Un nuage moléculaire qui traverse le gaz intergalactique et laisse le chaos dans son sillage peut être rare et pas encore entièrement