Abell 1758
Abell 1758 est un vaste système composé de deux amas de galaxies situé à un décalage vers le rouge de 0,279[2], à environ 3,5 milliards d'al de la Terre. Il a été catalogué pour la première fois par l'astronome américain George Abell en 1958 comme un unique amas riche de classe 3, mais des observations en rayons X ont révélé par la suite qu'il s'agit en réalité d'un groupe de structures en fusion[3],[4], composé d'un système septentrional, A1758N, et d'un système méridional, A1758S, séparés par environ 2 Mpc (~7 millions d'al).
| Abell 1758 | |
 La partie nord d'Abell 1758. | |
| Données d’observation (Époque J2000.0) | |
|---|---|
| Constellation | Chiens de chasse |
| Ascension droite (α) | 13h 32m 32,1s[1] |
| Déclinaison (δ) | +50° 30′ 37″ [1] |
| Décalage vers le rouge | 0,278[1] |
Localisation dans la constellation : Chiens de chasse   | |
| Astrométrie | |
| Vitesse radiale | 83 342 ± 0 km/s [1] |
| Caractéristiques physiques | |
| Type d'objet | Amas de galaxies[1] |
| Découverte | |
| Désignation(s) | Abell 1758, ABELL 1758, RX J1332.7+5033, ZwCl 1330.4+5047 [1] |
| Liste des amas de galaxies | |
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Découverte et structure
modifierBien qu'Abell 1758 ait été initialement répertorié comme un seul amas de classe de richesse 3[5], l'imagerie réalisée par le satellite ROSAT en 1998 a permis de le résoudre en plusieurs concentrations distinctes de gaz chaud, coïncidant avec des regroupements de galaxies. Celles-ci forment un système boréal, désigné A1758N, et un système méridional, A1758S, séparés par environ 8 minutes d'arc sur le ciel[3]. Des observations ultérieures effectuées avec les observatoires Chandra et XMM-Newton ont révélé que les deux systèmes sont liés gravitationnellement mais n'interagissent pas encore, et ont mesuré une différence de vitesse radiale d'environ 1 600 km/s entre eux[4]. A1758N est lui-même une paire bimodale de sous-amas, A1758NW et A1758NE, dont la fusion se déroule quasiment dans le plan du ciel, tandis que A1758S est une fusion moins avancée, alignée plus près de la ligne de visée[4],[6].
Distribution de masse et de gaz
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La masse d'Abell 1758 a été mesurée par plusieurs équipes grâce à la technique de lentille gravitationnelle faible, qui utilise les images déformées des galaxies d'arrière-plan pour cartographier la matière interstellaire, et une étude publiée en 2002 ont produit la première carte de lentille gravitationnelle[7]. Une étude combinant les effets de distorsion et d'amplification de l'image donne à A1758N une masse totale d'environ (13,4 ± 1,4) × 1014 M☉, et pour Abell 1758S, 4,96+1,08
−1,19 × 1014 M☉. Les deux sous-amas nordiques ont des masses comparables: (7,9 ± 1,6) × 1014 M☉ pour A1758NW et (5,5 ± 1,6) × 1014 M☉ pour A1758NE[6]. La probabilité que A1758NW soit le plus massif des deux est estimée à environ 79 %[6]. Dans A1758NW, la galaxie la plus brillante de l’amas, le pic de masse et le pic d’émission X coïncident. En revanche, dans A1758NE, la galaxie la plus brillante et le centre de masse coïncident, mais le pic d’émission X est décalé d’environ 96 secondes d'arc, soit près de 410 kpc[6]. Ce déplacement du gaz intracluster par rapport à la masse totale identifie A1758N comme un amas en fusion dissociative, une configuration qui ressemble à l'amas Bullet, sauf que le gaz est clairement détaché dans un seul des deux sous-amas plutôt que dans les deux[6].
Matière noire auto-interactive (Self-Interacting Dark Matter)
modifierComme la matière noire non collisionnelle et le gaz collisionnel se séparent lors d'une fusion, les amas dissociatifs permettent de contraindre l'intensité des interactions entre les particules de matière noire. Le décalage entre le gaz et la masse dans A1758NE fournit une telle contrainte : à partir de la densité surfacique de masse mesurée dans un rayon de 150 kpc autour du centre de masse d'A1758NE, l'analyse établit une limite supérieure pour la section efficace d'auto-interaction de la matière noire : σ/m < 5,83 cm2/g[6].
Dynamique et cinématique de la fusion
modifierLa dynamique de l'amas a été reconstituée à partir des vitesses radiales de ses galaxies membres, extraites de 165 décalages vers le rouge fiables, dont 130 se situent dans le champ A1758N et 35 dans le champ A1758S[6],[8]. Après élimination des galaxies non membres, 147 galaxies sont conservées pour A1758N et 27 pour A1758S. La dispersion des vitesses atteint environ 1 296 km/s pour A1758NW et 1 075 km/s pour A1758NE. La séparation est-ouest des deux sous-amas nordiques n'apparaît pas dans la distribution des vitesses radiales, ce qui est cohérent avec une fusion se produisant près du plan du ciel, et n'émerge que dans la distribution projetée des galaxies de la séquence rouge[6],[9]. En considérant une vitesse relative des deux halos de matière noire d'environ 1 100 ± 100 km/s et en combinant ces données de vitesse avec des simulations hydrodynamiques, l'axe de fusion d'A1758N se situe à 21° ± 12° par rapport au plan du ciel. Les deux sous-amas auraient atteint leur point de rapprochement maximal il y a environ 0,27 milliard d'années, lors d'une collision excentrée. Le système austral A1758S, en revanche, correspond à une fusion orientée à 70° ± 4° par rapport au plan du ciel et est donc observé quasiment dans l'axe de visée[6].
Émission radio diffuse
modifierAu-delà de sa masse et de sa dynamique, Abell 1758 se distingue par une importante émission synchrotron diffuse. Le sous-amas septentrional abrite un halo radio géant, connu de longue date et large d'environ 2 Mpc, tandis que des observations à basse fréquence à 144 MHz menées avec le réseau LOFAR ont mis au jour un second halo, d'environ 1,6 Mpc, accompagné d'un candidat relique radio d'à peu près 0,5 Mpc, au sein du sous-amas austral, faisant d'A1758 un rare système à halos radio doubles[10]. Le halo septentrional présente un indice spectral d'environ 1,2, caractéristique des sources entretenues par la turbulence et les ondes de choc du milieu intra-amas lors des collisions[10].
Voir aussi
modifierNotes et références
modifier- 1 2 3 4 5 6 « NASA/IPAC Extragalactic Database: Abell 1758 », sur NED (consulté le )
- ↑ (en) information@eso.org, « North, east, south, west: The many faces of Abell 1758 », sur www.esahubble.org (consulté le )
- 1 2 E. Rizza, J. O. Burns, M. J. Ledlow et F. N. Owen, « X-ray observations of distant Abell clusters », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 301, no 2, , p. 328–342 (ISSN 0035-8711, DOI 10.1046/j.1365-8711.1998.01972.x, lire en ligne, consulté le )
- 1 2 3 (en) Laurence P. David et Joshua Kempner, « Chandra and XMM‐Newton Observations of the Double Cluster A1758 », The Astrophysical Journal, vol. 613, no 2, , p. 831–840 (ISSN 0004-637X et 1538-4357, DOI 10.1086/423195, lire en ligne)
- ↑ (en) George O. Abell, « THE DISTRIBUTION OF RICH CLUSTERS OF GALAXIES » [PDF], sur web.archive.org, (consulté le )
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R. Monteiro-Oliveira, E. S. Cypriano, R. E. G. Machado et G. B. Lima Neto, « The merger history of the complex cluster Abell 1758: a combined weak lensing and spectroscopic view », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 466, no 3, , p. 2614–2632 (ISSN 0035-8711, DOI 10.1093/mnras/stw3238, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en) Hakon Dahle, Nick Kaiser, Ragnvald J. Irgens, Per B. Lilje et Steve J. Maddox, « Weak Gravitational Lensing by a Sample of X‐Ray Luminous Clusters of Galaxies. I. The Data Set », The Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 139, no 2, , p. 313–368 (ISSN 0067-0049 et 1538-4365, DOI 10.1086/338678, lire en ligne)
- ↑ W. Boschin, M. Girardi, R. Barrena et M. Nonino, « Abell 1758N from an optical point of view: new insights on a merging cluster with diffuse radio emission », Astronomy & Astrophysics, vol. 540, , A43 (ISSN 0004-6361 et 1432-0746, DOI 10.1051/0004-6361/201118076, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en) Jason Pinkney, Kurt Roettiger, Jack O. Burns et Christina M. Bird, « Evaluation of Statistical Tests for Substructure in Clusters of Galaxies », The Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 104, , p. 1 (ISSN 0067-0049 et 1538-4365, DOI 10.1086/192290, lire en ligne, consulté le )
- 1 2 A Botteon, T W Shimwell, A Bonafede et D Dallacasa, « LOFAR discovery of a double radio halo system in Abell 1758 and radio/X-ray study of the cluster pair », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 478, no 1, , p. 885–898 (ISSN 0035-8711, DOI 10.1093/mnras/sty1102, lire en ligne, consulté le )
