Les vents galactiques émis par des étoiles en fin de vie, permettent un échange de matière entre les galaxies et leur environnement extérieur. Des chercheurs ont sous la conduite de Nicolas Bouché, du Centre astronomique de Lyon, montré que ces vents » soufflent » dans tout l’Univers.
Tout d’abord pour bien comprendre, partons du Big bang, naissance de l’Univers actuel. C’était il y a 13,5 milliards d’années. La libération d’une énergie de matière concentrée, crée certains éléments naturels tels que l’hydrogène et l’hélium. Sous l’effet de l’attraction universelle, la gravité, ceux-ci forment des étoiles, de tailles diverses. De la taille du Soleil, ou parfois plus massive, jusqu’à plusieurs dizaines de fois notre Soleil.
Les étoiles au cours de leur évolution transforment et créent les éléments que nous connaissons (Carbone, Azote, Oxygène, etc) En fin de vie, elles grossissent ce qui aboutit à deux scenarii. Certaines étoiles sont tellement massives qu’elle donnait naissance à des trous noirs, qui absorbent tout, même la lumière, d’autres explosent en explosion thermo-nucléaire, générant les éléments plus lourds que le Fer ( Fe) , et expulsant d’énormes quantités de matière.
Ces Supernovæ expulsent ces nuages qui contiennent tous les éléments naturels, dont certains peuvent être identifiés de très loin par analyse de leur spectre. C’est le cas du magnésium.
Les vents galactiques produits collectivement par des milliers de Supernovae , sont diffus, de faible densité, et généralement difficiles à observer. Mais ces vents peuvent avoir un effet important sur l’évolution des galaxies. En effet, ils régulent ainsi la croissance des galaxies, notamment leur taux de formation d’étoiles.
Une perte de matière pour les Galaxies
En effet l’expulsion entraîne de la perte de matière pour les étoiles dont le développement est
contrarié. Les galaxies sont des grosses usines qui transforment leur réservoir de gaz (d’hydrogène et autres éléments) en étoiles. La matière éjectée ne pourra donc pas participer aux nouvelles générations d’étoiles. Bien que déjà observé dans l’Univers local, une équipe de recherche internationale dirigée par Nicolas Bouché vient de mettre en évidence l’existence de ce phénomène dans les galaxies âgées de plus de sept milliards d’années formant activement des étoiles, soit la plupart des galaxies. Cette date est à peu près à mi-chemin entre la naissance de l’Univers et le Présent.
Nicolas Bouché travaille au Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1). Ont aussi participé, des scientifiques du laboratoire Galaxies, étoiles, physique, instrumentation (CNRS/Observatoire de Paris – PSL), ainsi que des équipes de recherche internationales.
Ces résultats prouvent que les vents galactiques sont un processus universel. Établis à l’aide de l’instrument Muse, du Very Large Telescope – Très Grand Téléscope) de l’ESO ( Observatoire Européen, installé au Chili, dans le désert d’Atacama, ils sont à paraître le 7 décembre 2023 dans le journal Nature. L’instrument MUSE ( Multi Unit Spectroscopic Explorer) conçu par Roland Bacon et construit par un consortium européen de sept grands laboratoires de recherche européens, dont le Centre de recherche astrophysique de Lyon qui en est le pilote. MUSE est une machine très sensible qui permet de faire de la spectroscopie en trois dimensions, c’est-à-dire qui permet de décomposer la lumière sur chaque pixel dans le champ de l’image.
Pour parvenir à ces résultats les scientifiques ont combiné des images en très longue exposition d’une centaine de galaxies. En étudiant les signaux d’émission de l’atome de magnésium, l’équipe de recherche a pu établir une cartographie de la morphologie de ces vents qui prennent la forme de cônes de matière s’échappant de part et d’autre de la galaxie, perpendiculairement à son plan. Dans le futur, les scientifiques aimeraient évaluer la quantité de matière transportée par ces vents et la portée de leur propagation. Observational Evidence of the Prevalence of Bipolar Galactic Outflows out to 10 kpc at z≈ 1 for Massive Galaxies. Y.Guo, et al. Nature, le 7 décembre 2023.