Amas de galaxies vus par XMM-Newton. Cliquez pour agrandir
Les amas de galaxies sont les plus gros objets de l'Univers. L'observatoire XMM-Newton de l'ESA a récemment observé deux amas de galaxies permettant aux astronomes d'apprendre que ces amas contiennent des quantités plus élevées de supernovae de type 1a - des étoiles naines blanches explosives - que notre propre galaxie.
Des observations en profondeur de deux amas de galaxies lumineuses aux rayons X avec le satellite XMM-Newton de l'ESA ont permis à un groupe d'astronomes internationaux de mesurer leur composition chimique avec une précision sans précédent. Connaître la composition chimique des amas de galaxies est d'une importance cruciale pour comprendre l'origine des éléments chimiques dans l'Univers.
Les amas ou conglomérats de galaxies sont les plus gros objets de l'Univers. En les regardant à travers des télescopes optiques, il est possible de voir des centaines, voire des milliers de galaxies occupant un volume de quelques millions d'années-lumière. Cependant, de tels télescopes ne révèlent que la pointe de l'iceberg. En fait, la plupart des atomes dans les amas de galaxies sont sous la forme de gaz chaud émettant un rayonnement X, la masse du gaz chaud étant cinq fois plus grande que la masse dans les galaxies de l'amas elles-mêmes.
La plupart des éléments chimiques produits dans les étoiles des amas de galaxies - expulsés dans l'espace environnant par des explosions de supernova et par des vents stellaires - deviennent une partie du gaz chaud émettant des rayons X. Les astronomes divisent les supernovae en deux types de base: les supernovae «à effondrement central» et les «supernovae de type Ia». Les supernovae de «l’effondrement du cœur» se produisent lorsqu’une étoile en fin de vie s’effondre en une étoile à neutrons ou un trou noir. Ces supernovae produisent beaucoup d'oxygène, de néon et de magnésium. Les supernovae de type Ia explosent lorsqu'une étoile naine blanche consommant de la matière provenant d'une étoile compagne devient trop massive et se désintègre complètement. Ce type produit beaucoup de fer et de nickel.
Respectivement en novembre 2002 et août 2003, et pendant un jour et demi à chaque fois, XMM-Newton a fait des observations approfondies des deux amas de galaxies appelés «Sersic 159-03» et «2A 0335 + 096». Grâce à ces données, les astronomes ont pu déterminer l’abondance de neuf éléments chimiques dans les amas «plasma» ?? bf? un gaz contenant des particules chargées telles que des ions et des électrons.
Ces éléments comprennent l'oxygène, le fer, le néon, le magnésium, le silicium, l'argon, le calcium, le nickel et - détecté pour la première fois dans un amas de galaxies - le chrome. "En comparant l'abondance des éléments détectés aux rendements des supernovae calculés théoriquement, nous avons constaté qu'environ 30 pour cent des supernovae dans ces grappes explosaient des naines blanches ('Type Ia') et le reste était des étoiles qui s'effondraient à la fin de leur vie. («effondrement du noyau») », a déclaré Norbert Werner, de l'Institut néerlandais SRON pour la recherche spatiale (Utrecht, Pays-Bas) et l'un des principaux auteurs de ces résultats.
"Ce nombre se situe entre la valeur trouvée pour notre propre galaxie (où les supernovae de type Ia représentent environ 13% de la" population "des supernovae) et la fréquence actuelle des événements de supernovae déterminée par le projet Lick Observatory Supernova Search (selon lequel environ 42 pour cent de toutes les supernovae observées sont de type Ia) », a-t-il poursuivi.
Les astronomes ont également constaté que tous les modèles de supernova prédisent beaucoup moins de calcium que ce qui est observé dans les grappes et que l'abondance de nickel observée ne peut pas être reproduite par ces modèles. Ces écarts indiquent que les détails de l'enrichissement en supernova ne sont pas encore clairement compris. Comme les amas de galaxies sont considérés comme de bons échantillons de l'Univers, leur spectroscopie aux rayons X peut aider à améliorer les modèles de supernova.
La distribution spatiale des éléments à travers un cluster contient également des informations sur l'histoire des clusters eux-mêmes. La répartition des éléments dans 2A 0335 + 096 indique une fusion en cours. La distribution de l'oxygène et du fer à travers le Sersic 159-03 indique que si la majeure partie de l'enrichissement par les supernovae d'effondrement du noyau s'est produite il y a longtemps, les supernovae de type Ia continuent à enrichir le gaz chaud par des éléments lourds, en particulier dans le noyau de l'amas.
Source d'origine: portail ESA
