Recherche: toutes les galaxies à disques de l'univers tournent à la même période

Indépendamment de la taille et de la masse, toutes les galaxies à disques de l'Univers effectuent une révolution complète autour de son axe en environ 1 milliard d'années. Cette conclusion a été faite par un groupe d'astrophysiciens du Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR) de l'Université d'Australie occidentale. Comme écrit dans un communiqué de presse sur les résultats de la découverte, en ce sens, les galaxies à disque peuvent être comparées à une horloge spatiale.

Les galaxies à disques comprennent les lenticulaires et les spirales, comme notre Voie lactée ou la galaxie d'Andromède à proximité.

Selon le modèle cosmologique standard moderne CDM (Cold Dark Matter), les principales propriétés structurelles et dynamiques du halo galactique (halo - composant invisible sphérique de la galaxie, y compris la matière noire et contenant la majeure partie de la galaxie) et les disques (partie visible) obéissent au simple rapport d'échelle viriale. Ces propriétés sont généralement définies comme le rayon. $$$R$vitesse de rotation $$$V$et la masse $$$M$. Ou, en option, la luminosité $$$L$comme proxy pour la masse. L'équilibre virial pour le halo est respecté comme $$$V$à $$$R$et à $$$M ^ {1 \ sur 3}$. Bien sûr, la matière noire n'est pas directement observée, cependant, les relations d'échelle sont observées à travers les propriétés des baryons, bien que les exposants dans la loi de puissance de ces relations ne correspondent pas exactement au modèle du halo.

Le plus couramment utilisé dans la pratique est le rapport d'échelle de vitesse et de luminosité, mieux connu sous le nom de relation Tully-Fisher . Il s'agit d'une relation empiriquement dérivée entre la masse (luminosité) d'une galaxie spirale et sa vitesse de rotation. La physique baryonique est très complexe, elle prend en compte de nombreux facteurs qui peuvent affecter et déformer toutes les relations d'échelle. Par exemple, le noyau actif d'une galaxie peut redistribuer les baryons et, ce faisant, entraîner de la matière noire dans la distribution des baryons, à cause de laquelle toutes les relations ci-dessus sont déformées.

Bien que le rapport de la vitesse de rotation et de la luminosité soit souvent mentionné, le rapport de la vitesse de rotation et du rayon n'a pas reçu beaucoup d'attention jusqu'à présent. Ici, la situation est peut-être compliquée par la difficulté de mesurer le rayon sur une échelle radiale.

Dans un nouveau travail, les scientifiques mesuraient le rapport d'échelle pour $$$R$pas l'échelle radiale, comme dans les travaux précédents, mais le rayon extérieur de la galaxie - et a montré que dans ce cas, il existe une relation presque linéaire $$$Rv$.

La vitesse de rotation circulaire est liée au rayon de toutes les galaxies observées, qui diffèrent par la taille et la vitesse de rotation circulaire par 30: des galaxies irrégulières naines aux galaxies spirales géantes.


Rapport du rayon et de la vitesse circulaire sur une échelle logarithmique

En d'autres termes, toutes les galaxies à disques fonctionnent vraiment comme une horloge, faisant une révolution d'environ 1 milliard d'années, si elles sont mesurées le long du bord de leurs disques.

«Trouver ce modèle dans les galaxies vous aide à mieux comprendre les mécanismes de leur rotation - vous ne trouverez pas une galaxie dense à rotation rapide, tandis qu'une autre galaxie de la même taille mais de plus petite densité tourne plus lentement», explique le professeur Gerhardt Meurer de l'Université Western. Australie



Certes, les chercheurs font la réserve que, pour confirmer cette loi universelle, des mesures devraient être prises sur un ensemble plus large de galaxies à disques afin d'éliminer complètement les biais dans la sélection.

De plus, les scientifiques notent qu'à la frontière extérieure du disque galactique, il y a non seulement des amas denses d'étoiles jeunes et de gaz interstellaire, mais également un grand nombre d'étoiles beaucoup plus anciennes mélangées à du gaz jeune et interstellaire. Le disque galactique a une bordure assez claire. Connaissant la vitesse de rotation, vous pouvez calculer le rayon et détecter rapidement cette limite.

Les auteurs des travaux scientifiques affirment qu'après la mise en service tant attendue du radiotélescope SKA (Square Kilometer Array), ils auront à leur disposition un vaste éventail de données sur les galaxies. Ensuite, une astuce exacte où chercher les limites de la galaxie aidera à traiter cette grande quantité d'informations.

Les travaux scientifiques ont été publiés le 9 mars 2018 dans la revue The Monthly Notices de la Royal Astronomical Society (doi: 10.1093 / mnras / sty275, pdf ).