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Une immense marmite de soupe bouillonnante s'étend sur des millions d'années-lumière. C'est l'atmosphère de l'amas de galaxies de Persée, un nuage de gaz incandescent maintenu par la gravité. Jusqu'à récemment, les astronomes pensaient qu'au centre de cette marmite, le gaz refroidissait tranquillement, prêt à se transformer en nouvelles étoiles. Mais le nouveau regard du télescope japonais XRISM a montré que tout est bien plus intéressant.

Il s'avère que le gaz au cœur de Persée ne ressemble pas à une soupe homogène. Le télescope a distingué deux couches bien nettes. La couche principale, très chaude (environ 40 millions de degrés), se comporte de manière relativement calme : ses particules se déplacent à environ 140 km/s. Mais à l'intérieur de cette vapeur se cache une seconde couche, environ deux fois plus froide (environ 20 millions de degrés). Ce gaz bouillonne et s'agite : sa vitesse par rapport à la galaxie centrale atteint 200 km/s, et la dispersion des vitesses est de près de 400 km/s. Dans une mer calme, on a soudain découvert un courant sous-marin rapide.

Qu'est-ce qui agite donc ce cocktail cosmique ? Les scientifiques envisagent deux scénarios qui pourraient agir ensemble. Le premier est celui des « tourbillons » gravitationnels dus à la fusion avec d'autres amas de galaxies. Ces collisions créent d'énormes ondes en spirale qui mélangent le gaz. Le second est le travail du trou noir central. Il éjecte de puissants jets de plasma qui, tels un gigantesque mixeur, font mousser le milieu environnant, l'empêchant de refroidir uniformément.

Cette découverte est importante car elle explique une vieille énigme : pourquoi le gaz au centre de nombreux amas ne refroidit-il pas complètement et ne forme-t-il pas d'étoiles au rythme prévu ? Il s'avère que le mouvement turbulent du gaz plus froid, accéléré jusqu'à près de la vitesse du son (nombre de Mach d'environ 0.8), agit comme une source supplémentaire de pression qui empêche la contraction. Environ un quart de toute l'énergie de ce gaz est l'énergie de son mouvement chaotique. Ainsi, la nature, sans le vouloir, met un frein puissant sur le chemin de la formation d'étoiles. Et dans la gigantesque marmite de l'amas de Persée, le carburant stellaire n'arrive jamais à cuisson.

Résumé original

tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2604.22975

We present an analysis of the temperature structure of the Perseus cluster atmosphere using XRISM Resolve observations. The average temperature rises from 3.3 keV near the nucleus of NGC 1275 to 8 keV at 10 arcmin (210 kpc), which is consistent with Chandra and XMM measurements. The velocity and velocity dispersion profiles are broadly consistent with those in arXiv:2509.04421. While the gas at altitudes beyond $$\sim60$$ kpc can be modeled as a single temperature plasma, we find evidence for more than one gas phase in the inner $$\sim60$$ kpc. The hotter gas component, traced primarily by the Fe He$$\alpha$$ line, has a velocity dispersion of $$\lesssim140$$ km s$$^{-1}$$. We detect a cooler, $$\sim1.87-2.43$$ keV, gas component with a velocity dispersion of $$\sim300-400$$ km s$$^{-1}$$ and a bulk velocity of $$\sim 21-213$$ km s$$^{-1}$$ with respect to the central galaxy. These ranges reflect large systematic uncertainties associated with modeling spatial-spectral mixing and the bright central point source. Potential low energy gain variations may add additional uncertainties. The cooler component is identified by broad wings in prominent emission lines, most notably S Ly$$\alpha$$ and Fe He$$\alpha$$. This cooler component's Mach number $$\sim0.73-0.96$$ and non-thermal pressure fraction of $$\sim22.9-33.7\%$$ are much higher than found for the hotter gas. The cooler gas may be associated with merging halos along the line of sight which formed the cool, sloshing spiral and/or cooling gas being disturbed by the radio jets and lobes.