Un regard plus profond sur la galaxie Centaurus A

L'observatoire Européen Austral a réalisé une nouvelle image de l'étrange galaxie Centaurus A. Avec un temps de pause total supérieur à 50 heures, il s'agit là très probablement de l'image la plus profonde de cet objet curieux et spectaculaire jamais obtenue. Cette image a été créée avec la caméra WFI du télescope MGP/ESO de 2,2 mètres à l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili.


Centaurus A, également appelée NGC 5128 (1), est une curieuse galaxie elliptique massive avec, en son coeur, un trou noir supermassif. Elle se situe à environ 12 millions d'années-lumière de la Terre dans la constellation du Centaure et a la particularité d'être la galaxie radio la plus puissante du ciel. Les astronomes pensent que le noyau lumineux, les fortes émissions radio et les détails en forme de jets de Centaurus A sont produits par le trou noir central dont la masse équivaut environ à 100 millions de fois celle du Soleil. La matière des parties centrales denses de la galaxie dégage une grande quantité d'énergie lorsqu'elle tombe sur le trou noir.

Cette image de la caméra WFI nous permet d'apprécier la nature elliptique de la galaxie, faisant bien ressortir la forme allongée des parties externes moins lumineuses. Le rayonnement qui remplit la majorité de l'image vient des centaines de milliards d'étoiles plus vieilles et plus froides. Toutefois, contrairement à la plupart des galaxies elliptiques, la forme lisse de Centaurus A est perturbée par la large bande irrégulière de matière sombre qui obscurcit le centre de la galaxie.

La bande sombre contient une grande quantité de gaz, de poussière et de jeunes étoiles. Les amas lumineux de jeunes étoiles situés en haut à droite et en bas à gauche des bords de la bande montrent le rayonnement rouge de nuages d'hydrogène à formation d'étoiles, alors que quelques nuages de poussière isolés se dessinent sur l'arrière-plan étoilé. Ces structures et les puissantes émissions radio constituent un indice fort indiquant que Centaurus A est le résultat d'une collision entre deux galaxies. La bande poussiéreuse est probablement le reste méconnaissable d'une galaxie spirale en train de se déchiqueter sous l'effet de l'attraction gravitationnelle de la galaxie elliptique géante.

Cette nouvelle série d'images réalisée avec la camera WFI comprend des clichés pris avec de longs temps de pose au travers de filtres rouge, vert et bleu ainsi qu'avec des filtres spécialement conçus pour isoler la lumière émise par le rayonnement de l'hydrogène et de l'oxygène. Ces derniers nous aident à repérer les détails en forme de jets bien connus autour de Centaurus A, à peine discernables dans une précédente image de la caméra WFI.

Deux groupes de filaments rougeâtres, pratiquement alignés avec les énormes jets proéminents sur l'image en radio, s'étendent de la galaxie vers le coin gauche de l'image. Les deux ensembles de filaments sont des nurseries d'étoiles contenant de jeunes étoiles chaudes (2). Les filaments internes s'étendent au-dessus du côté gauche de la bande de poussière, à environ 30 000 années-lumière du noyau. Les filaments extérieurs sont visibles plus loin vers l'extérieur, à environ 65 000 années-lumière du noyau de la galaxie et proche du coin supérieur gauche de l'image. Il y a aussi probablement la trace beaucoup plus faible d'un jet opposé s'étendant vers le bas à droite.

Centaurus A a été étudiée de manière intensive dans des longueurs d'onde allant des ondes radio au rayons gammas. Les observations dans les ondes radio et les rayons X ont été plus particulièrement importantes pour étudier les interactions entre l'émission d'énergie du trou noir central supermassif et son environnement. L'étude de Centaurus A avec ALMA vient juste de commencer.

Un grand nombre d'observations de Centaurus A utilisées pour composer cette image ont été faites afin de voir s'il était possible d'utiliser des campagnes d'observation au sol pour détecter et étudier des étoiles variables dans des galaxies se trouvant hors du groupe local, comme Centaurus A (3). Plus de 200 nouvelles étoiles variables ont été découvertes dans Centaurus A.

Notes

(1) Cette galaxie a été étudiée pour la première fois par l'astronome anglais James Dunlop à l'Observatoire de Parramatta en Australie le 4 août 1826. Cette galaxie est souvent appelée Centaurus A, car c'est la première source importante d'émission d'ondes radio découverte dans la constellation du Centaure dans les années 50.

(2) L'origine des deux filaments n'est pas claire et les astronomes débattent toujours pour savoir si elles sont le résultat de l'ionisation produite par des radiations provenant du noyau ou le résultat de chocs provenant des nuages de gaz.

(3) Plus d'informations sont disponibles dans l'article de J.T.A de Jong et al. 2008.