Découverte du plus distant quasar avec de puissants jets radio

Publié par Redbran le 10/03/2021 à 13:00
Source: ESO
Avec l'aide du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire Européen Austral (ESO), les astronomes ont découvert et étudié en détail la source d'émission radio la plus lointaine connue à ce jour. Cette source est un quasar à émission radio forte - un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) brillant avec des jets puissants émettant dans les longueurs d'onde radio (Une onde radioélectrique (dite onde radio) est une onde électromagnétique dont la...) - qui est si lointain que sa lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) a mis 13 milliards d'années à nous atteindre. Cette découverte pourrait fournir des indices importants pour aider les astronomes à comprendre les débuts de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.).


Cette vue artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) montre à quoi devait ressembler le lointain quasar (Une « source de rayonnement quasi-stellaire » (quasar), (quasi-stellar radio...) P172+18 et ses jets radio. À ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) (début 2021), c'est le quasar le plus lointain avec des jets radio jamais trouvé. Il a été étudié grâce au Very Large Telescope (Le Very Large Telescope (VLT) est un ensemble de 4 télescopes principaux et 4 auxiliaires...) de l'ESO. Il est si éloigné que la lumière qui en provient a voyagé pendant environ 13 milliards d'années pour nous atteindre: nous le voyons tel qu'il était lorsque l'Univers n'avait que 780 millions d'années environ.
Crédit: ESO/M. Kornmesser

Les quasars sont des objets très brillants qui se trouvent au centre de certaines galaxies et sont alimentés par des trous noirs supermassifs. Lorsque le trou noir (Le Trou noir (The Black Hole) est un film de science-fiction réalisé par Gary Nelson,...) consomme le gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) environnant, de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) est libérée, ce qui permet aux astronomes de les repérer même lorsqu'ils sont très éloignés.

Le quasar récemment découvert, surnommé P172+18, est si lointain que la lumière qui en provient a voyagé pendant environ 13 milliards d'années pour nous atteindre: nous le voyons tel qu'il était lorsque l'Univers avait à peine 780 millions d'années. Si des quasars plus lointains ont été découverts, c'est la première fois que des astronomes ont pu identifier les signatures révélatrices de jets radio dans un quasar aussi tôt dans l'histoire de l'Univers. Seulement 10% des quasars, que les astronomes classent comme étant à émission radio forte, ont des jets qui brillent à des fréquences radio (1).

P172+18 est alimenté par un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...) environ 300 millions de fois plus massif (Le mot massif peut être employé comme :) que notre Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) qui consomme du gaz à une vitesse (On distingue :) stupéfiante. "Le trou noir mange la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) très rapidement, sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) augmente à un rythme parmi les plus élevés jamais observés", explique l'astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) Chiara Mazzucchelli, membre de l'ESO au Chili, qui a mené cette découverte avec Eduardo Bañados du Max Planck (Max Planck (né Max Karl Ernst Ludwig Planck le 23 avril 1858 à Kiel, Allemagne...) Institute for Astronomy en Allemagne.

Les astronomes pensent qu'il y a un lien entre la croissance rapide des trous noirs supermassifs et les puissants jets radio repérés dans les quasars comme P172+18. On pense que ces jets sont capables de perturber le gaz autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) du trou noir, augmentant ainsi la vitesse à laquelle le gaz tombe dedans. Par conséquent, l'étude des quasars à émission radio forte peut fournir des informations importantes sur la façon dont les trous noirs du début de l'Univers ont atteint leur taille supermassive si rapidement après le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a...).

"Je trouve très excitant de découvrir de 'nouveaux' trous noirs pour la première fois, et de fournir un élément de plus pour comprendre l'Univers primordial, d'où nous venons finalement nous-mêmes", déclare Chiara Mazzucchelli.


Cette image à grand champ en lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre...) de la région autour du quasar distant P172+18 a été créée à partir d'images du Digitized Sky Survey 2. L'objet lui-même se trouve très près du centre et n'est pas visible sur cette image, mais de nombreuses autres galaxies, beaucoup plus proches, sont visibles sur cette vue à grand champ.
Crédit: ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin

P172+18 a été identifié pour la première fois comme un quasar distant, après avoir été identifié dans un premier temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) comme étant une source radio, au télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) Magellan de l'Observatoire de Las Campanas au Chili par Eduardo Bañados et Chiara Mazzucchelli. "Dès que nous avons reçu les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...), nous les avons inspectées, et nous avons tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) de suite su que nous avions découvert le quasar à émission radio forte le plus éloigné connu à ce jour", explique Eduardo Bañados.

Cependant, en raison d'un temps d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) court, l'équipe ne disposait pas de suffisamment de données pour étudier l'objet en détail. Une série d'observations avec d'autres télescopes a suivi, notamment avec l'instrument X-shooter du VLT de l'ESO, ce qui leur a permis d'approfondir les caractéristiques de ce quasar, notamment en déterminant des propriétés clés telles que la masse du trou noir et la vitesse à laquelle il mange la matière de son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...). Parmi les autres télescopes qui ont contribué à l'étude figurent le Very Large Array du National Radio Astronomy Observatory et le télescope Keck aux États-Unis.

L'équipe est très enthousiaste avec cette découverte, qui sera publiée dans The Astrophysical Journal, et elle pense que ce quasar à émission radio forte pourrait être le premier d'une longue série à être découvert, peut-être à des distances cosmologiques encore plus grandes. "Cette découverte me rend optimiste et je crois - et j'espère - que le record de distance sera bientôt battu", déclare Edourdo Bañados.

Les observations effectuées avec des installations telles qu'ALMA, dont l'ESO est partenaire, et avec le futur ELT (Extremely Large Telescope) de l'ESO pourraient contribuer à découvrir et à étudier en détail un plus grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de ces objets des premiers temps de l'Univers.

Grâce au Very Large Telescope de l'ESO, les astronomes ont découvert et étudié en détail la source d'émission radio la plus lointaine connue à ce jour. Cette source est un quasar à forte émission radio - un objet brillant avec des jets puissants émettant dans des longueurs d'onde radio - qui est si lointain que sa lumière a mis 13 milliards d'années pour nous atteindre. Cette vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la...) résume la découverte. Crédit: ESO

Cette séquence vidéo part d'une vue à grand champ de la région du ciel autour de P172+18 et se rapproche du quasar très éloigné, un objet lumineux qui se trouve au centre d'une galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) lointaine et qui est alimenté par un trou noir supermassif (En astrophysique, un trou noir supermassif est un trou noir dont la masse est d'environ un million...). La galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...) elle-même est entourée d'une très grande bulle de gaz ionisé ; des vues d'artiste de la bulle et de la galaxie sont visibles dans cette séquence. La vue finale est une vue d'artiste du quasar et de ses jets radio.
Crédit: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada/Digitized Sky Survey 2/N. Risinger (skysurvey.org). Music: Astral Electronic

Notes:
(1) Les ondes radio utilisées en astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) ont des fréquences allant de 300 MHz à 300 GHz.
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