Bue: Russ Nelson
Newswise – Kokoro Hosogi, étudiante en physique à l’Université de l’Alabama à Huntsville (UAH), a obtenu un honneur rare pour un premier cycle: ses contributions sont reconnues en Une étude publiée dans la revue Nature. Le chercheur a récemment soutenu la mission d’imagerie et de spectroscopie aux rayons X (Xrism) étudiant des objets de rayons X célestes pour aider à éclairer pourquoi le gaz au cœur de la grappe Centaurus Galaxy , une découverte avec des implications importantes sur l’évolution des grappes de galaxies.
Xrism est un télescope aux rayons X de pointe, une coentreprise entre la NASA, la Japon Aerospace Exploration Agency (JAXA) et l’Agence spatiale européenne (ESA), lancée en septembre 2023. L’initiative s’est concentrée sur une région d’espace connue sous le nom de le milieu intracluster, ou ICM. Il s’agit d’une zone de plasma chaud et diffus qui remplit l’espace entre les galaxies dans un groupe de galaxies, composé d’hydrogène ionisé, d’hélium, d’éléments lourds et d’électrons, détectables par sa forte émission de rayons X en raison de sa température élevée.
«Il y a un vieux problème dans les grappes de galaxies», explique le Dr Ming Sun, professeur de physique et d’astronomie à l’UAH, qui est le mentor de Hosogi, ainsi que le seul scientifique de l’État de l’Alabama à participer à la collaboration Xrism. Hosogi et le Dr Sun sont co-auteurs du papier de la nature. “Le cœur de nombreux grappes est très brillant dans les rayons X, donc vous vous attendez à ce que le temps devrait y avoir beaucoup de gaz refroidi pour former des étoiles, mais vous voyez peu de jeunes stars là-bas.” “
Ce phénomène est connu sous le nom de «problème d’écoulement de refroidissement» dans l’astronomie, se référant à l’écart entre le taux prévu auquel le gaz chaud au centre des grappes de galaxies devait refroidir et le taux observé beaucoup plus bas de formation d’étoiles dans ces régions, ce qui suggère que la plupart du gaz de refroidissement ne forme pas réellement des étoiles. On pense que l’écart est dû à des mécanismes de rétroaction des noyaux galactiques actifs (AGN) – une région compacte très brillante au centre d’une galaxie, propulsée par un trou noir supermassif qui accorde activement la matière, qui réchauffe à son tour le gaz , l’empêcher de refroidir trop rapidement.
Cependant, dans le cas du cluster Centaurus, «la nouvelle étude montre que le noyau de rayons X dense central n’est pas immobile», note Sun. «Au lieu de cela, il peut se déplacer, ou« slosh », autour du bas du potentiel gravitationnel. Ce mouvement d’allumage empêche une accumulation excessive de gaz refroidi au centre. Il peut également redistribuer l’énergie injectée par l’AGN central et apporter l’énergie thermique de l’ICM environnant. La percée clé est passée par un nouvel instrument sur Xrism appelé Resolve qui fournit une spectroscopie à rayons X haute résolution pour révéler le mouvement en vrac du gaz chaud, qui était complètement inconnu auparavant, ainsi que le mouvement turbulent du gaz chaud. “
Le «mouvement en vrac» fait référence à des flux de gaz organisés à grande échelle dans un cluster, principalement causés par des forces gravitationnelles ou des processus à grande échelle comme les fusions. En revanche, le mouvement turbulent est caractérisé par des mouvements chaotiques, irréguliers et à plus petite échelle, tels que les tourbillons dans le gaz, souvent entraînés par des instabilités et une dissipation d’énergie.
L’étude de cluster a consisté à collecter des données d’observation recueillies par l’instrument de l’Explorateur spectroscopique multitrique (MUSE), qui est monté sur le très grand télescope (VLT) opéré par l’Observatoire du Sud européen. Les données fournissent une image spectroscopique détaillée capturant à la fois l’intensité de la lumière et les informations sur la longueur d’onde à travers un large champ de vision, permettant aux astronomes d’étudier la composition chimique et la dynamique d’objets astronomiques distants avec une résolution spatiale élevée en optique.
«En tant que scientifique invité dans la collaboration Xrism, je peux faire venir un étudiant ou un post-doctorant», explique Sun. «Kokoro a un GPA presque parfait, et elle a également développé la capacité de la résolution et du débogage de problèmes sans demander de l’aide auprès de plus de membres supérieurs. Il est important pour les étudiants de développer ce trait pour croître en toute confiance.
«Pour le projet Centaurus, Kokoro a réduit les données VLT / Muse, et j’ai analysé les données de Muse davantage pour fournir des informations importantes, en particulier sur la vitesse de la galaxie centrale qui est cruciale pour contraindre le mouvement en vrac du gaz chaud détecté par Xrism, ainsi que les informations de vitesse du gaz chaud et ionisé », ajoute Sun. «Pour sa contribution, j’ai demandé à inclure Kokoro sur le journal. Il a dû passer par l’équipe de direction de Xrism, mais elle a été approuvée. Oui, c’est une opportunité rare, mais elle a apporté des contributions importantes au projet. »
«Je poursuis un baccalauréat en physique, avec une concentration en astronomie et en astrophysique, avec le programme de certificat de science des données à l’UAH», explique Hosogi, qui travaille maintenant comme assistant de recherche sous le Dr Sun. «Mon intérêt est pour les ondes gravitationnelles, les réseaux de synchronisation pulsar, la cosmologie, les trous noirs et les galaxies.»
Originaire du Japon, Hosogi a choisi d’étudier à l’UAH à la recommandation de l’ancien de l’UAH, Sakurako Kuba, qui est également du Japon. Elle a commencé à travailler avec Sun en 2023 en tant qu’étudiante de recherche et créative pour les étudiants de premier cycle (RCEU) et a poursuivi son travail en tant que spécialiste des étudiants rémunérés dans le groupe de Sun depuis lors. Elle a obtenu son diplôme en décembre 2024 qui demande actuellement des écoles supérieures en astronomie.
«Ces grands projets peuvent avoir de nombreuses œuvres détaillées, de sorte que les personnes ayant des antécédents différents et à différents niveaux de carrière peuvent tous contribuer», explique Sun. «Il peut être gratifiant d’impliquer les étudiants de premier cycle dans la recherche de pointe.»
Ces grands projets peuvent avoir de nombreuses œuvres détaillées, de sorte que les personnes d’horizons différents et à différents niveaux de carrière peuvent tous apporter une contribution », explique Sun. «Il peut être gratifiant d’impliquer les étudiants de premier cycle dans la recherche de pointe.»
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