Image corrigée de l’exposition de SPT J2031. Crédit : Diwanji et al., 2024.
Grâce à la sonde à rayons X Chandra de la NASA, des astronomes de l’Université d’Alabama à Huntsville ont observé un amas de galaxies en fusion connu sous le nom de SPT-CLJ 2031-4037. Ils ont détecté un front de choc puissant, rarement observé, dans cet amas de galaxies. Cette découverte a été rapportée dans un article de recherche publié le 27 juin sur le serveur de pré-impression arXiv.
Les amas de galaxies se forment par fusion hiérarchique de sous-amas plus petits et contiennent jusqu’à des milliers de galaxies liées entre elles par la gravité. Ce sont les plus grandes structures gravitationnelles connues de l’univers et pourraient servir d’excellents laboratoires pour étudier l’évolution des galaxies et la cosmologie.
Les fusions d’amas de galaxies sont les événements les plus énergétiques de l’Univers après le Big Bang. Une fraction de l’énergie cinétique libérée lors de ces fusions est dissipée dans le milieu intra-amas par des chocs et des turbulences. Les fronts de choc, observés comme de fortes discontinuités dans la luminosité et la température des rayons X, offrent aux astronomes une rare opportunité d’observer et d’étudier de tels systèmes de fusion et leur géométrie.
SPT-CLJ 2031-4037 (ou SPT J2031 en abrégé) est un amas de galaxies en cours de fusion avec un décalage vers le rouge de 0,34. Il s’agit d’un système massif dont la masse est estimée à environ 800 trillions de masses solaires et dont la luminosité dans les rayons X atteint 1,04 quattuordécillion erg/s.
Une équipe d’astronomes dirigée par Purva Diwanji de l’Université d’Alabama a mené une recherche de fronts de choc dans SPT J2031 avec l’aide de l’observatoire à rayons X Chandra.
« SPT J2031 a été observé par le détecteur Chandra Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) en mode Very Faint (VFAINT) pendant un total de 256 ks répartis sur 10 observations », ont écrit les chercheurs dans l’article.
L’observation a permis à l’équipe de détecter deux fronts de choc dans SPT J2031 : le plus fort au nord-ouest et le plus faible au sud-est (bord sud-est). Le front de choc le plus fort présente un saut de densité de 3,16 sur le bord net de la surface brillante et un nombre de Mach de 3,36, tandis que le plus faible présente un saut de densité de 1,53 et un nombre de Mach de 1,36.
Les auteurs de l’étude soulignent que cette découverte fait de SPT J2031 l’un des rares systèmes en fusion avec un nombre de Mach supérieur à 2,0. Ils notent que seule une poignée de fronts de choc de fusion avec un nombre de Mach aussi élevé ont été découverts par Chandra.
L’étude a également révélé que le SPT J2031 présente une géométrie de fusion et que la température électronique post-choc du front de choc le plus fort est inférieure à la température prévue pour le modèle de chauffage par choc instantané et favorise le modèle d’équilibrage collisionnel. Ces résultats sont cohérents avec les résultats fournis par des études précédentes.
Plus d’information:
Purva Diwanji et al, Un front de choc rare et fort dans l’amas en fusion SPT-CL J2031-4037, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2406.19264
Informations sur la revue :
arXiv
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Citation: Les astronomes observent un fort front de choc dans l’amas de galaxies SPT-CLJ 2031-4037 (2024, 3 juillet) récupéré le 3 juillet 2024 à partir de
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