Cold molecular gas in cooling flow galaxies
Le gaz moleculaire dans les galaxies abritant un courant de refroidissement
Résumé
Theoretical predictions of radiative cooling of the intra-cluster medium (ICM ) from 10^7 K to a very cold phase has never been prooved directly. The new generation of X-ray satellites Chandra and XMM-Newton has permitted to explore the central part of some of theselarge structures, where a cooling flow is active. The main question concerning the cooling flows is about the fate of the cooling gas. The work presented here is the detection of cold molecular gas in the central region of several clusters of galaxies with cooling flow, obtained with the IRAM 30m telescope. Those detections can be interpreted as the signature of the cold component deposited along the flow. But molecular gas masses derived are still lower than what is predicted by X-ray data analyses. To try to constrain the origin of the cold gas detected, we studied one peculiar object: Abell 1795. A spectral analysis of Chandra X-ray data has been performed to give an estimation of important parameters describing the intra-cluster gas (temperature, abundance, column density, mass deposition rates). To understand the link between the cold gas detected in Abell 1795 and the cooling flow, interferometric observations with the IRAM Plateau de Bure instrument have been performed. The morphology and the dynamics of the molecular gas, emitting in CO lines, is presented and discussed. The cold gas is associated with hotter components already pointed out in the cluster core. These observations are consistent with a radiative cooling to very low temperatures. The cold gas is then a reservoir available to fuel the star formation, existing in the same region. The interaction of the central radio-source with the ICM is underlined and may play an important role in the cooling flow scenario (AGN-feedback) . New observations (Plateau de Bure, VLT) are in progress now to increase the number of sources observed and better understand the place of the cold gas detected in cooling flow clusters of galaxies.
Les prédictions théoriques de refroidissement du gaz intra-amas depuis des températures de 10^7 K jusqu'à une phase très froide n'ont jamais été prouvées directement. L'apport des satellites Chandra et XMM-Newton a permis de mieux sonder le centre de certaines de ces grandes structures, où le courant de refroidissement a lieu. Un problème majeur est la question du devenir du gaz refroidi. Le travail présenté ici est la détection de gaz moléculaire au centre de plusieurs amas de galaxies, obtenues avec le télescope de 30m de l'IRAM. Ces détections vont dans le sens d'une possible identification du composant froid directement issu du courant de refroidissement. La quantité de gaz moléculaire estimée reste toutefois encore inférieure à ce que prévoient les taux de déposition de masse déduits de l'émission du gaz chaud. Afin de mieux comprendre l'origine de ce composant froid, une étude plus précise d'un amas particulier : Abell 1795 a été menée. L'analyse spectrale des données X du satellite Chandra a permis de dériver des propriétés importantes du gaz chaud (température, abondance, colonne densité, taux de déposition de masse). Pour comprendre le lien entre le gaz moléculaire et le courant de refroidissement, des observations en CO(1-0) et CO(2-1) d'Abell 1795 ont été menées avec l'interféromètre du Plateau de Bure (IRAM). La morphologie et la dynamique du gaz froid sont apparemment associées à celles des composants plus chauds. Ces observations sont donc compatibles avec un refroidissement du gaz jusqu'à très basse température, fournissant un réservoir de matière disponible pour nourrir la formation stellaire effectivement active au centre de l'amas. De nouvelles contraintes observationnelles sont maintenant envisagées (Plateau de Bure, VLT) sur un plus large échantillon pour tenter de comprendre plus clairement la place du gaz moléculaire, dans un scénario de courant de refroidissement où les processus de réchauffement sont certainement actifs.