Gaz chaud dans les groupes de galaxies : pourquoi il brille moins que prévu express
Une casserole d'eau bouillante sur la cuisinière : plus la flamme est forte, plus l'eau est chaude et plus la vapeur s'échappe. C'est à peu près ainsi que se comporte le gaz chaud dans les amas de galaxies. Mais dans les petits groupes de galaxies, cette « vapeur » s'échappe plus vite que ne le laisserait attendre la température.
Les astronomes ont utilisé un catalogue de 155 groupes et amas de galaxies dont les distances sont connues avec une grande précision (décalages vers le rouge de 0,07 à 0,2). Pour chaque objet, ils ont mesuré la température du gaz — en moyenne environ 20 millions de degrés — et sa luminosité en rayons X. Il s'avère que la relation entre luminosité et température est plus raide que ne le prédit un modèle simple où tout est déterminé par la gravité : la pente de la relation est de 3,2 au lieu des 2 attendus.
Ce résultat concorde avec l'idée que dans les systèmes de faible masse, les puissantes explosions de supernovae et les éjections provenant des environs des trous noirs supermassifs poussent le gaz vers l'extérieur. Ce « reflux » refroidit le gaz restant et réduit son émission de rayons X. Pour les amas massifs, où la gravité est plus forte, cet effet est plus faible.
Il semble que les petits groupes de galaxies ne soient pas simplement des versions réduites des grands amas. Leur gaz chaud obéit à ses propres règles : il s'échappe plus facilement, et cela change toute la manière dont les galaxies échangent de la matière avec leur environnement.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.23195
Properties of the hot intracluster and intragroup medium are mostly set by the underlying gravitational potential well, although complex astrophysical processes at play during their buildup may leave a significant imprint. Observational constraints on the degree and scales of such non-gravitational processes require well-selected samples of objects and deep observations of their gas content. We aim to study the scaling relation between two global properties of the hot gas, namely its soft-band X-ray luminosity ($$L_X$$) and its temperature ($$T$$), by studying a sample of low-mass systems associated with precise redshifts, simultaneously accounting for sample selection biases and associated measurement uncertainties. This work takes as input a large catalogue of X-ray-selected galaxy clusters (X-CLASS). We perform a thorough revision of the redshifts of sources using deep photometric data from the Legacy Surveys and our own tailored spectroscopic follow-up of 52 low-redshift systems. We devise a spectroscopically complete sample of 155 low-redshift ($$0.07
La température du gaz dans les groupes de galaxies étudiés atteint 20 millions de degrés — c'est mille fois plus chaud que la surface du Soleil, mais le gaz est si ténu qu'il ne ferait pas fondre une sonde qui le traverserait.