James Webb observe une onde de choc

Le télescope James Webb observe une onde de choc intéressante générée par la galaxie intrus NGC 731b dans le Quintette de Stephan.
Un groupe d’astronomes a utilisé ALMA pour confirmer les images du James Webb Space Telescope qui a découvert un système de recyclage d’hydrogène moléculaire chaud et froid dans le quintette de Stephan. Crédit: ALMA

Le célèbre James Webb Space Telescope observe une onde de choc causée par une collision intergalactique dans le fameux Quintet de Stephan. Les dernières observations confirmées également par l’ALMA (Atacama Large Millimeter Array) ont fourni aux astronomes la vue d’une galaxie intrusive, NGC 731b tout en traversant cet espace encombré à une vitesse incroyable de 800 km/s.

L’invasion violente de NGC 731b a déclenché une onde de choc plus grande que toute la Voie lactée. Les rides qui se forment dans le plasma interstellaire ont activé un remélange de l’hydrogène froid et chaud dans cette région tourmentée de l’univers.

La galaxie NGC 731b

La découverte de ces phénomènes est très importante pour comprendre comment ces phénomènes violents peuvent influencer la formation stellaire et l’évolution des galaxies. “Alors que NGC 731b se écrase contre le groupe, elle traverse un vieux ruisseau de gaz probablement causé par une interaction antérieure entre les galaxies. Tout cela génère une onde de choc énorme” déclare dans une note (ref.) Philip Appleton, astronome en chef de la recherche.

“James Webb a capturé une onde de choc qui traverse un ruisseau gazeux, créant une couche de refroidissement des gaz hautement turbulente et instable. Dans les régions affectées par cette activité violente, nous observons des structures inattendues et un recyclage de l’hydrogène. L’hydrogène moléculaire forme la matière première qui forme les étoiles. Comprendre son destin nous dira plus sur l’évolution du Quintette de Stephan et des galaxies en général”, a-t-il ajouté.

Situé à environ 270 millions d’années-lumière de la Terre dans la constellation de Pégase, le Quintette de Stephan comprend les galaxies NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b, NGC 7319 et NGC 7320. Les cinq galaxies sont depuis toujours un laboratoire idéal pour étudier les interactions galactiques, y compris les collisions violentes et comment ces interactions influencent leur environnement.

Le quintette de Stephan : laboratoire idéal

Bien que le quintette de Stephan soit un laboratoire idéal pour étudier ces phénomènes, il a une particularité. Dans les cinq galaxies qui le composent, il n’y a pas de formation stellaire intense malgré les collisions constantes entre les galaxies présentes. Et c’est justement cette particularité qui permet aux astronomes d’observer la turbulence sans le masque généré par la formation stellaire.

En profitant de cette opportunité, Appleton et son équipe ont agrandi trois régions clés dans le Quintette de Stephan en utilisant ALMA, un interféromètre astronomique de 66 radiotélescopes dans la région du désert d’Atacama dans le nord du Chili. Les observations ont permis aux astronomes de construire le premier tableau clair de la façon dont l’hydrogène gazeux est continuellement déplacé et modelé

Une image de l'ensemble de 66 radiotélescopes ALMA au Chili.
Une image de l’ensemble de 66 radiotélescopes ALMA au Chili. Crédit: ALMA

“La puissance d’ALMA est évidente dans ces observations. Il a fourni aux astronomes de nouvelles intuitions et une meilleure compréhension de ces processus précédemment inconnus” a déclaré dans la même déclaration Joe Pesce, responsable du programme ALMA à la US National Science Foundation.

Les régions d’investigation

L’onde de choc observée dans le quintette de Stephan montre un nuage de molécules froides remodelé par de l’hydrogène chaud, dans la région appelée CHAMP6. “Nous observons la désintégration d’un nuage de molécules froides en un gaz super chaud. La chose intéressante est que le gaz passe simplement à travers des phases chaudes et froides” a déclaré Appleton. “Nous ne comprenons pas encore ces cycles, mais nous savons que le gaz traverse ces phases car les dimensions sont plus grandes que le temps nécessaire pour que les nuages dont il est composé soient détruits”.

Les ondes de choc observées dans le quintette de Stephan montrent des phénomènes étranges comme le recyclage de l’hydrogène, mais aussi la découverte de nuages froids reliés par un flux de gaz chaud dans la région CHAMP5, formant une structure en anneau. CHAMP4 est plus stable, où l’hydrogène effondré a déclenché la formation d’un disque d’étoiles et peut-être la création d’une petite galaxie naine.

“Dans le CHAMP4, il est probable que les grandes nuages de gaz préexistants soient devenus instables à cause de l’onde de choc et se soient effondrés pour former de nouvelles étoiles” a déclaré Pierre Guillard, chercheur à l’Institut d’Astrophysique de Paris. “L’onde de choc dans le milieu intergalactique du Quintette de Stephan a formé autant de gaz moléculaire froid que nous en avons dans notre Voie lactée. Pourtant, la formation d’étoiles est lente”. Guillard pense que ces observations ont des implications significatives pour les modèles théoriques. Cependant, il faudra plus de travail pour comprendre l’effet de la turbulence et la façon dont le gaz chaud et froid se mélangent.

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