Une équipe internationale d'astronomes a cartographié la densité et la température des gaz émettant des rayons X à la périphérie d'un amas de galaxies éloignées. Les résultats, obtenus avec le télescope à rayons X japonais en orbite Suzaku, donnent la première vue complète aux rayons X d'un amas de galaxies et donnent un aperçu de la manière dont ces amas se rejoignent.
«Ces observations de Suzaku sont passionnantes car nous pouvons enfin voir comment ces structures, les plus grands objets liés de l'univers, deviennent encore plus massives», a déclaré Matt George, auteur principal de l'étude à l'Université de Californie à Berkeley.
L'équipe a formé les télescopes à rayons X de Suzaku sur l'amas massif de galaxies PKS 0745-191, qui se trouve à 1,3 milliard d'années-lumière dans la constellation méridionale des Puppis. Entre le 11 et le 14 mai 2007, Suzaku a acquis cinq images du gaz à un million de degrés qui imprègne l'amas.
Les images aux rayons X de l'amas ont aidé les astronomes à mesurer la température et la densité du gaz. Ceux-ci fournissent des indices sur la pression du gaz et la masse totale du cluster. Le gaz le plus chaud et le plus dense se trouve près du centre du cluster, tandis que la température et la densité du gaz diminuent régulièrement loin du centre.
Les astronomes pensent que le gaz dans la partie intérieure d'un amas de galaxies s'est installé dans un état ordonné «détendu» en équilibre avec la gravité de l'amas. Mais dans les régions extérieures, où les galaxies commencent pour la première fois un plongeon d'un milliard d'années vers le centre de l'amas, le gaz reste dans un état désordonné car il tombe toujours vers l'intérieur.
"Les clusters sont les objets les plus massifs et détendus de l'univers, et ils continuent de se former maintenant", a déclaré Andy Fabian, membre de l'équipe du Cambridge Institute of Astronomy au Royaume-Uni.
Pour la première fois, cette étude montre l'émission de rayons X et la densité et la température du gaz dans la région où le gaz est désordonné et où le cluster continue de se rassembler.
«Cela nous donne la première vue radiographique complète d'un amas de galaxies», a déclaré Fabian.
Dans PKS 0745-191, la température du gaz culmine à 164 millions de degrés Fahrenheit (91 millions C) à environ 1,1 million d'années-lumière du centre du cluster. La température diminue en douceur avec la distance, tombant à 45 millions de F (25 millions de C) à plus de 5,6 millions d'années-lumière du centre.
Pour mesurer avec précision l'émission de rayons X au bord du cluster, il faut des détecteurs avec un bruit de fond exceptionnellement faible. Suzaku possède des détecteurs de rayons X avancés et se trouve sur une orbite à basse altitude près du champ magnétique terrestre, qui protège l'observatoire des particules énergétiques du soleil et au-delà.
"Avec plus d'observations de Suzaku à la périphérie d'autres amas de galaxies, nous aurons une meilleure idée de l'évolution de ces structures massives", a ajouté George.
Suzaku (japonais pour «oiseau rouge du sud») a été lancé le 10 juillet 2005. L'observatoire a été développé à l'Institut japonais des sciences spatiales et astronautiques (ISAS), qui fait partie de la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), en collaboration avec la NASA et d'autres institutions japonaises et américaines.
Les résultats ont été publiés dans l'édition du 11 mai du Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Source: NASA
