La galaxie expire : comment naît le vent des étoiles express
Deux galaxies sont entrées en collision, et de leur centre jaillit une fontaine invisible. Les télescopes ALMA et VLT ont plongé au cœur du système IRAS20100-4156, là où deux îles stellaires fusionnent. Là, le travail bouillonne : des centaines de nouveaux soleils naissent, et sous leur chaleur, un flux de gaz froid s'échappe vers l'extérieur.
Ce flux est comme l'expiration d'un géant. Il emporte près de la moitié de tout le gaz moléculaire — cette matière première qui aurait pu former de nouvelles étoiles. La vitesse du vent est de 170 kilomètres par seconde. Chaque année, il éjecte une masse équivalente à 700 soleils. Si cela continue, tout le réservoir de gaz s'épuisera en 16 millions d'années — un clin d'œil à l'échelle cosmique.
Le plus surprenant : le flux ne ralentit pas. Normalement, un vent s'affaiblit en s'éloignant de sa source. Ici, à une distance de cinq mille années-lumière, il file toujours à la même vitesse. Quelque chose continue de le pousser. Il s'agit probablement de la lumière de millions d'étoiles chaudes — elle exerce une pression sur les grains de poussière et le gaz, comme le vent sur une voile.
Le flux sort en deux cônes — vers le haut et vers le bas du plan galactique. C'est comme un jet d'eau qui jaillit d'un tuyau dont on pince l'ouverture. La direction des cônes coïncide avec l'axe de rotation de la galaxie — le vent perce là où la résistance est moindre.
Cette « expiration » n'est pas seulement un spectacle magnifique. Elle décide du destin de la galaxie : le gaz éjecté ne deviendra plus jamais des étoiles. C'est peut-être ainsi que naissent les galaxies elliptiques « mortes » — celles où plus aucune étoile ne s'allume. En observant IRAS20100-4156, nous voyons une galaxie éteindre elle-même son feu stellaire.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2601.20489
We use ALMA CO(1-0) observations and VLT/MUSE rest-frame optical data of the ultraluminous infrared galaxy (ULIRG) IRAS20100-4156 at $$z=0.1297$$ to characterize its powerful outflow in multiple phases using tracers of cold molecular, ionized, and neutral atomic gas and dust as well. Our analysis uses the correspondence with the stellar velocity field to split the complex emission line profiles of the CO(1-0) line into components in gravitational and non-gravitational motion. We find a massive ($$8\times10^{9}\,M_\odot$$) molecular outflow containing about 40% of the total molecular gas mass in the system. The outflow shows a bi-conical morphology centered on the brightest galaxy in the merger, oriented along its minor axis and extending to $$\sim5\,\mathrm{kpc}$$. This outflow has a characteristic velocity of $$170\,\mathrm{km/s}$$, an outflow mass rate of $$700\,M_\odot/\mathrm{yr}$$, a depletion time of $$16\,\mathrm{Myr}$$, and energetics consistent with star formation as a driver. The neutral atomic and ionized gas phases traced by NaI absorption and H$$\alpha$$ emission show counterparts to the blueshifted cold molecular outflow but are only 15% and 3% as massive. None of the three gas phases show any signs of slowing down over the extent at which we detected the outflow, suggesting an acceleration mechanism acting on the outflowing gas at kiloparsec scales. We also detect $$3.5\times 10^7\,M_\odot$$ of dust, traced by optical extinction in the MUSE data, in the blueshifted outflowing cold molecular gas. The ionization state of the non-outflowing gas is consistent with star formation, while the outflowing component shows shock-like ionization. We conclude that the multiphase outflow in IRAS20100-4156 originates in the southeast nucleus of the merger and is driven by the starburst activity there, with radiation pressure likely playing a significant role in its acceleration.
La vitesse de ce vent galactique est de 170 km/s. C'est 500 fois plus rapide que l'avion le plus rapide et 15 fois plus rapide qu'une fusée au décollage.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète éjecte lui aussi des flux de matière dans l'espace — mais pour des raisons bien différentes.