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L’étude indique que les galaxies massives de l’univers primitif contenaient de très petites quantités de gaz formant des étoiles

Les galaxies massives de l’univers primitif devaient contenir de grandes quantités de gaz moléculaire froid, le carburant nécessaire à la fabrication des étoiles. Mais de nouvelles observations de l’Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) et du NASA/ESA Hubble Space Telescope montrent que ces galaxies avaient très peu de poussière dans les premiers temps, et par procuration très peu de gaz moléculaire ; L’implication est que les premières galaxies ont arrêté la formation d’étoiles parce que leur réservoir de gaz moléculaire a été rapidement épuisé ou supprimé.

Cette image composite de l’amas de galaxies MACSJ 0138 montre les données d’ALMA et de Hubble. Crédit image : ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/S. Dagnello, NRAO/STScI/Whitaker et d’autres.

“Les plus grandes galaxies de l’univers ont vécu vite et furieusement, créant leurs étoiles dans un laps de temps remarquablement court”, a déclaré le Dr Kate Whitaker, astronome à l’Université du Massachusetts à Amherst.

“Le gaz, le carburant pour la formation des étoiles, aurait dû être abondant à ces premiers temps de l’univers.”

“Nous pensions à l’origine que ces galaxies en train de s’éteindre avaient freiné quelques milliards d’années seulement après le Big Bang.”

“Dans nos nouvelles recherches, nous concluons que les premières galaxies ne claquaient pas réellement les freins, mais fonctionnaient plutôt à vide.”

En utilisant ALMA et Hubble, le Dr Whitaker et ses collègues ont observé six galaxies hyperlentillées : MRG-M134115, MRG-M013816, MRG-M212917, MRG-M015016, MRG-M045418 et MRG-M142318.

L’étude faisait partie du REsolving QUIEscent Magnified Galaxy Survey (REQUIEM), qui utilise des amas de galaxies de premier plan très massifs comme des télescopes normaux.

Les observations ont révélé l’émission continue des galaxies cibles – la poursuite de la poussière – à des longueurs d’onde millimétriques, permettant aux auteurs de déduire la quantité de gaz dans les galaxies.

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L’équipe a découvert que l’arrêt de la formation d’étoiles dans ces galaxies n’était pas dû à une soudaine inefficacité dans la conversion du gaz froid en étoiles. C’était plutôt le résultat de l’épuisement ou de la suppression des réservoirs de gaz dans les galaxies.

dit le docteur. Christina Williams, astronome à l’Université de l’Arizona.

“Essentiellement, cela signifie que les galaxies sont incapables de remplir leur réservoir et, par conséquent, ne peuvent pas redémarrer le moteur lorsque des étoiles sont produites.”

Bien que les astronomes sachent maintenant que ces galaxies fonctionnent dans le vide et que quelque chose les empêche de remplir le réservoir et de former de nouvelles étoiles, l’étude ne représente que la première d’une série d’enquêtes sur ce qui a fait disparaître ou non les premières galaxies massives.

“Nous avons encore beaucoup à apprendre sur les raisons pour lesquelles les galaxies les plus massives se sont formées si tôt dans l’univers et pourquoi elles ont cessé de former leurs étoiles alors qu’elles disposaient d’autant de gaz froid”, a déclaré le Dr Whitaker.

“Le simple fait que ces monstres massifs de l’univers aient formé 100 milliards d’étoiles en un milliard d’années environ, puis aient soudainement arrêté leur formation d’étoiles est un mystère que nous aimerions tous résoudre, et REQUIEM a fourni le premier indice.”

l’équipe Résultats apparaître dans le magazine tempérer la nature.

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KE Whitaker et d’autres. 2021. Suppression de la formation d’étoiles due au manque de gaz entrant dans les galaxies. tempérer la nature 597, 485-488; doi: 10.1038/s41586-021-03806-7