Le Milieu Intracluster
L'espace entre les galaxies d'un amas est rempli d'un plasma chaud émettant des rayons X, dont la masse dépasse celle de toutes les étoiles de l'amas réunies.
Definition
Le milieu intracluster est le gaz ionisé diffus et chaud, à des températures de dizaines de millions de degrés, qui remplit le volume entre les galaxies d'un amas, émettant des rayons X et constituant la composante baryonique dominante de l'amas.
Scope
Ce sujet aborde les propriétés du gaz intracluster chaud, son émission de rayons X et les diagnostics qu'elle permet, la question des flux de refroidissement (cooling flows) dans les cœurs d'amas et leur suppression par rétroaction (feedback), l'enrichissement chimique du gaz, et l'effet Sunyaev-Zeldovich par lequel les amas impriment leur signature sur le fond diffus cosmologique.
Core questions
- Quelles sont la température, la densité et la composition du gaz intracluster ?
- Comment l'émission de rayons X permet-elle de diagnostiquer l'état du gaz ?
- Les cœurs d'amas subissent-ils des flux de refroidissement (cooling flows), et qu'est-ce qui empêche un refroidissement incontrôlé ?
- Comment l'effet Sunyaev-Zeldovich permet-il de détecter les amas ?
Key theories
- Gaz chaud émetteur de rayons X
- Le milieu intracluster est un plasma chauffé par le potentiel gravitationnel de l'amas à des températures d'émission de rayons X, son émission révélant la densité du gaz, sa température et la masse totale de l'amas.
- Flux de refroidissement (cooling flows) et rétroaction (feedback)
- Les cœurs d'amas denses devraient se refroidir rapidement et former des étoiles, mais les observations montrent un refroidissement bien moindre que prévu, ce qui implique un chauffage, principalement dû au noyau galactique actif central, qui compense les pertes radiatives.
- L'effet Sunyaev-Zeldovich
- Les électrons chauds du milieu intracluster diffusent les photons du fond diffus cosmologique vers des énergies plus élevées, produisant une distorsion qui permet de détecter les amas indépendamment de la distance.
Clinical relevance
Le milieu intracluster contient la majeure partie de la matière ordinaire d'un amas et enregistre son histoire de chauffage et d'enrichissement ; ses signatures en rayons X et de l'effet Sunyaev-Zeldovich sont des outils primordiaux pour la détection des amas et la mesure de leurs masses à des fins cosmologiques.
History
Les satellites à rayons X dans les années 1970 ont révélé que les amas sont des sources lumineuses de rayons X, établissant ainsi l'existence du milieu intracluster chaud. Les flux de refroidissement (cooling flows) attendus, examinés par Fabian en 1994, se sont avérés largement absents dans les données ultérieures à haute résolution, suggérant une rétroaction (feedback) des AGN, tandis que l'effet Sunyaev-Zeldovich est devenu une technique puissante de détection d'amas.
Key figures
- Craig Sarazin
- Andrew Fabian
- Rashid Sunyaev
- Yakov Zeldovich
Related topics
Seminal works
- sarazin1988
- fabian1994
- sunyaev1972
Frequently asked questions
- Pourquoi le gaz entre les galaxies d'un amas est-il si chaud ?
- Lorsque le gaz tombe dans le puits de potentiel gravitationnel profond d'un amas, il est comprimé et chauffé par choc, atteignant des dizaines de millions de degrés. À ces températures, il est entièrement ionisé et émet des rayons X.
- Qu'est-ce que le problème des flux de refroidissement (cooling flows) ?
- Dans les cœurs d'amas denses, le gaz rayonne de l'énergie suffisamment rapidement pour qu'il devrait se refroidir et former de nombreuses étoiles, pourtant les observations révèlent peu de refroidissement de ce type. La solution est que l'énergie injectée par le trou noir central réchauffe le gaz, empêchant le flux de refroidissement (cooling flow) prédit.