Des chercheuses du CRAQ ont utilisé le VLA pour mieux comprendre le spectaculaire « mini-halo » d’un amas de galaxies

Une équipe internationale d’astronomes, menée par la professeure Julie Hlavacek-Larrondo et l’étudiante au doctorat Marie-Lou Gendron-Marsolais, du Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ) et de l’Université de Montréal, ont utilisé le réseau de radiotélescopes du Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), exploité par la National Science Foundation (ÉU), afin de déchiffrer le mystère de la formation de structures géantes, visibles dans le domaine des ondes radio, au centre d’un amas de galaxies.

Amas de Persée. Crédit : Julie Hlavacek-Larrondo, Marie-Lou Gendron-Marsolais et Maxime Pivin-Lapointe.

Les scientifiques ont étudié un amas formé de milliers de galaxies, situé à plus de 250 millions d’années-lumière de la Terre, appelé l’Amas de Persée, d’après la constellation dans laquelle il se trouve. Au cœur de cet amas, se trouve un réservoir de particules super rapides qui émettent des ondes radio, créant une structure connue sous le nom de « mini-halo ». Des mini-halos ont été trouvés dans environ trente amas de galaxies, mais celui de l’Amas de Persée est le plus grand connu à ce jour ; il fait environ 1,3 million d’années-lumière de diamètre, soit 10 fois la taille de notre galaxie, la Voie Lactée.

Les tailles des mini-halos représentent un casse-tête pour les astronomes. Selon le modèle théorique, au fur et à mesure que les particules s’éloignent du centre de l’amas, elles devraient ralentir et arrêter d’émettre des ondes radio, longtemps avant d’atteindre les distances auxquelles elles sont observées.

« À grande distance de la galaxie centrale, nous ne nous attendons pas à voir ces halos », a déclaré Marie-Lou Gendron-Marsolais. « Cependant, nous les voyons et nous voulons savoir pourquoi », a-t-elle ajouté.

Les astronomes ont profité des améliorations apportées au VLA pour obtenir de nouvelles images de l’Amas de Persée. Les nouvelles images révèlent à la fois de plus faibles émissions radio ainsi qu’une meilleure résolution spatiale par rapport aux observations antérieures.

« Les nouvelles images du VLA ont fourni une vue sans précédent du mini-halo en révélant une multitude de nouvelles structures en son sein », a déclaré la professeure Julie Hlavacek-Larrondo. « Ces structures nous disent que l’origine de l’émission radio n’est pas aussi simple que nous l’avions pensé », a-t-elle déclaré.

Les nouveaux détails indiquent que les émissions radio du halo sont causées par des mécanismes complexes qui varient dans l’ensemble de l’amas. Tel que modélisé auparavant, certaines émissions radio résultent de la ré-accélération de particules lorsque de petits groupes de galaxies entrent en collision avec l’amas, donnant aux particules une poussée gravitationnelle. Cependant, les chercheurs pensent maintenant que l’émission radio est également causée par les puissants jets de particules, générés par le trou noir supermassif au cœur de la galaxie centrale, qui fournissent une poussée  d’énergie supplémentaire aux particules.

« Cela aiderait à expliquer la riche diversité de structures complexes que nous voyons », a déclaré Marie-Lou Gendron-Marsolais.

« Les images de haute qualité, obtenues grâce au rehaussement du VLA, seront essentielles pour nous aider à acquérir une meilleure compréhension de l’origine de ces mini-halos », a déclaré Julie Hlavacek-Larrondo.

Les performances du VLA, construit au cours des années 1970, ont été améliorées grâce à l’ajout de nouvelles composantes électroniques à la fine pointe de la technologie, dans le cadre d’un projet de rehaussement échelonné sur une décennie et complété en 2012.

Les résultats de la recherche menée par Marie-Lou Gendron-Marsolais et Julie Hlavacek-Larrondo, ainsi que de l’équipe internationale de chercheurs, paraissent dans le dernier numéro de la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Le National Radio Astronomy Observatory (NRAO) est une infrastructure de la National Science Foundation, exploitée en vertu d’un accord de coopération par Associated Universities, Inc.

Une copie de l’article scientifique est disponible ici.

Source et renseignements :

Professeure Julie Hlavacek-Larrondo
Centre de recherche en astrophysique du Québec
Université de Montréal
juliehl@astro.umontreal.ca

Marie-Lou Gendron-Marsolais
Centre de recherche en astrophysique du Québec
Université de Montréal
marie-lou@astro.umontreal.ca

Robert Lamontagne
Responsable des relations avec les médias
Centre de recherche en astrophysique du Québec
Université de Montréal
Téléphone : (514) 343-6111 poste 3195
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