Une récente conférence de presse de la NASA était consacrée aux amas de galaxies, découverts récemment dans la constellation du Phénix. La raison de l’attention particulière attachée à ce thème – ce sont les propriétés inhabituelles de ces amas, qui peuvent changer la conception des scientifiques sur leur évolution. L’amas de galaxies a été découvert récemment grâce à l’effet de Suniaev-Zel'dovitch, nommé d’après les physiciens soviétiques qui ont été les premiers à décrire ce phénomène il y a 40 ans.
Un amas de galaxies dans la constellation du Phénix possède des propriétés étonnantes. D'abord, le flux de rayons X émanant de cet amas est exceptionnellement élevé. Ensuite, c’est l’un des plus importants amas connu à ce jour. Troisièmement, un taux exceptionnellement élevé de formation d'étoiles est observé dans la partie centrale de l'amas. Et enfin, à la grande surprise des chercheurs, dans le centre de l’amas, le gaz chaud se refroidit plus rapidement que dans d’autres amas. Les auteurs de cette recherche ont expliqué dans un article paru dans le magazine Nature quelle importance a cette découverte pour l’astrophysique.
Cet amas de galaxies a été découvert en 2010 lors d'une étude du ciel, réalisée depuis l’observatoire au pôle Sud (South Pole Telescope). Il se trouve à une distance de 5,7 milliards d'années-lumière de la Terre, et sa masse était initialement estimée à environ 1660 trillions de la masse solaire. Ensuite, en 2011, il a été observé par le groupe d'observation Chandra X-ray Observatory (NASA). Selon le premier auteur de l’article Michael McDonald de l’Institut de technologie de Massachusetts, c’est alors que les scientifiques ont compris qu’il s’agit d’un des plus importants amas de galaxies parmi les amas existants, avec une très forte luminosité dans le diapason des rayons X.
Les recherches plus détaillées ont inclus des observations optiques, infrarouges et des tests à rayons X avec des instruments basés au sol et dans l'espace, se basant sur les données historiques critiques.
Les scientifiques ont découvert qu’un processus intensif de la création des étoiles est en train de se dérouler à l’intérieur de l’amas. Cela est assez inhabituel, car jusqu’à présent, l’apparition des nouvelles étoiles au centre des amas de galaxies était assez rare. Les spécialistes l’expliquent par des trous noirs supermassifs dans la partie centrale des galaxies, qui gonflent le gaz intergalactique d’énergie qui descend vers le centre de l’amas et ne lui permet pas de se refroidir au point de pouvoir créer de nouvelles étoiles.
Cependant, le trou noir supermassif dans la galaxie centrale de l’amas de Phenix possède beaucoup moins d’énergie, c’est pourquoi le rythme de formation stellaire y est assez élevé. Le plus important, c’est que le refroidissement rapide du gaz provoque l’augmentation de la masse de la galaxie centrale et de son trou noir - environ 60 masses solaires par an. Le rythme rapide d’augmentation de la masse prouve que ce processus n’a pas pu commencer il y a très longtemps, car sinon le trou noir, dont la masse représente actuellement environ 20 milliards de masses solaires aurait déjà dépassé par sa masse tous les amas proches de l’Univers.
Le taux élevé d’apparition des nouvelles étoiles est une autre raison pour laquelle cet amas est appelé « l'amas de Phénix ». Les scientifiques supposent que la formation stellaire dans les centres d'amas de galaxies s’est arrêtée il y a près de 10 milliards d'années, et les processus qui s’y produisent actuellement peuvent être qualifiés de « seconde naissance ».
Pour l’instant, les chercheurs n’arrivent pas à identifier s’il s’agit de la deuxième, troisième ou quatrième naissance. Dans une interview consacrée à ce projet de recherche, l’académicien de l’Académie russe des Sciences Rachid Suniaev (Institut de recherche spatiale de l'Académie russe des Sciences et de l'Institut d'astrophysique de Max-Planck en Allemagne) suppose que les amas de galaxies passent plusieurs fois par une période de «refroidissement» associée à une faible activité du trou noir.
On peut s'attendre au fait que l’avenir proche va apporter de nouvelles découvertes avec de nouveaux amas de galaxies. Leur recherche - c’est actuellement l'un des domaines les plus importants dans l'astrophysique. L’amas de Phénix a été découvert grâce à l’effet de Suniaev-Zel'dovich, associé avec les caractéristiques de l'interaction du rayonnement fossile de l'Univers avec le gaz chaud dans les amas de galaxies. Les photons de ce rayonnement fossile (resté dans l'Univers 300.000 ans après le Big Bang), en entrant en interaction avec les électrons du gaz dans les amas, modifie légèrement son énergie, et l'observateur, qui crée des cartes de ce processus, observe les déformations de l'énergie des photons dans la direction de l’amas. Cet effet a été prédit théoriquement par Rachid Suniaev et son professeur Iakov Zeldovitch en 1969, mais sa valeur était tellement faible que les scientifiques soviétiques avaient des doutes quant à la faisabilité de l’observation de ce phénomène. Cela n'a été possible qu’à la fin du siècle dernier avec l'apparition des instruments plus sensibles.
Olga Zakoutnaya
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