Une équipe internationale de scientifiques a découvert une énorme vague de gaz chauds traversant l'amas de la galaxie Persée. La vague est une version géante de ce qu'on appelle une vague Kelvin-Helmholtz. Ils sont créés lorsque deux fluides se croisent à des vitesses différentes: par exemple, lorsque le vent souffle sur l'eau.
Dans ce cas, l'onde a été provoquée par un petit amas de galaxies effleurant l'amas de Persée et déclenchant une chaîne d'événements qui duraient des milliards d'années. Les résultats apparaissent dans un article du numéro de juin 2017 de la revue Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.
"La vague que nous avons identifiée est associée au survol d'un cluster plus petit, ce qui montre que l'activité de fusion qui a produit ces structures géantes est toujours en cours." - Stephen Walker, Goddard Space Flight Center de la NASA.
"Persée est l'un des clusters les plus massifs à proximité et le plus brillant des rayons X, donc les données de Chandra nous fournissent des détails inégalés", a déclaré le scientifique principal Stephen Walker au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "La vague que nous avons identifiée est associée au survol d'un cluster plus petit, ce qui montre que l'activité de fusion qui a produit ces structures géantes est toujours en cours."
L'amas de galaxies Persée, également connu sous le nom d'Abell 426, se trouve à 240 millions d'années-lumière et s'étend sur environ 11 millions d'années-lumière. C'est l'un des objets les plus massifs que nous connaissons, et il tire son nom de la constellation de Persée, qui apparaît dans la même partie du ciel.
Les amas de galaxies sont les plus gros objets liés par gravitation de l'Univers. La majeure partie de la matière observable dans les amas de galaxies est du gaz. Mais le gaz est super chaud - des dizaines de millions de degrés chauds - ce qui signifie qu'il émet des rayons X.
Les observations aux rayons X de Persée ont révélé plusieurs caractéristiques et structures de la structure gazeuse de l'amas. Certains d’entre eux sont des éléments semblables à des bulles causés par le trou noir super-massif (SMBH) dans NGC 1275, la galaxie centrale de l’amas de Persée. Une autre de ces fonctionnalités est connue comme «la baie». La baie est une caractéristique concave qui n'aurait pas pu être formée par la SMBH.
La baie est un casse-tête car elle ne produit aucune émission, ce qui serait attendu de quelque chose formé par une SMBH. La baie n'est pas non plus conforme aux modèles de comportement du gaz dans cette situation.
Le scientifique principal derrière l'étude est Stephen Walker au Goddard Space Flight Center de la NASA. Walker s'est tourné vers l'Observatoire de rayons X de Chandra pour aider à résoudre ce casse-tête. Les images Chandra existantes de l'amas Perseus ont été filtrées afin de mettre en évidence les bords des structures et de rendre plus visibles les détails subtils.
Ces images filtrées et traitées ont ensuite été comparées à des simulations informatiques de fusion d'amas de galaxies. John ZuHone, astrophysicien au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, a créé un catalogue en ligne de ces simulations.
"Les fusions d'amas de galaxies représentent la dernière étape de la formation de structures dans le cosmos." -John ZuHone, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
«Les fusions d'amas de galaxies représentent la dernière étape de la formation de structures dans le cosmos. Les simulations hydrodynamiques de la fusion d'amas nous permettent de produire des caractéristiques dans le gaz chaud et de régler des paramètres physiques, tels que le champ magnétique. Ensuite, nous pouvons essayer de faire correspondre les caractéristiques détaillées des structures que nous observons dans les rayons X. " -John ZuHone, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
L'une des simulations correspondait à ce que les astronomes voyaient dans Persée. Dans ce document, un grand groupe comme Persée s'était installé en deux régions: une région de gaz plus froide autour de 30 millions de degrés Celsius, et une région de gaz plus chaude à près de 100 millions de degrés Celsius. Dans ce modèle, un amas plus petit que Persée, mais environ mille fois plus massif que la Voie lactée passe près de Persée, manquant son centre d'environ 650 000 années-lumière.
Cela s'est produit il y a environ 2,5 milliards d'années, et cela a déclenché une chaîne d'événements qui se joue toujours.
Le quasi-accident a provoqué une perturbation gravitationnelle qui a créé une spirale en expansion du gaz plus froid. Une énorme vague de gaz s'est formée au bord de la spirale de gaz plus froid, où elle croise le gaz plus chaud. Il s'agit de l'onde Kelvin-Helmholtz vue sur les images.
"Nous pensons que la caractéristique de la baie que nous voyons dans Persée fait partie d'une vague Kelvin-Helmholtz, peut-être la plus grande encore identifiée, qui s'est formée à peu près de la même manière que la simulation le montre", a déclaré Walker. "Nous avons également identifié des caractéristiques similaires dans deux autres amas de galaxies, Centaurus et Abell 1795."
L'étude a fourni un autre avantage en plus de repérer une vague incroyablement énorme. Cela a permis à l'équipe de mesurer les propriétés magnétiques de l'amas de Persée. Les chercheurs ont découvert que la force du champ magnétique dans l'amas affectait la taille de l'onde de gaz. Si le champ est trop fort, les ondes ne se forment pas du tout, et si le champ magnétique est trop faible, alors les ondes seraient encore plus grandes.
Selon l'équipe, il n'y a pas d'autre moyen connu de mesurer le champ magnétique.
Source: Des scientifiques découvrent une vague géante traversant l'amas de galaxies Persée
