La découverte de Quasar établit un nouveau record de distance –

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  • Une équipe internationale d’astronomes a découvert le quasar le plus éloigné jamais trouvé – un monstre cosmique à plus de 13 milliards d’années-lumière de la Terre alimenté par un trou noir supermassif plus de 1,6 milliard de fois plus massif que le Soleil et plus de 1000 fois plus lumineux que toute notre galaxie de la Voie lactée.

    Le quasar, appelé J0313-1806, est considéré tel qu’il était lorsque l’Univers n’avait que 670 millions d’années et fournit aux astronomes un aperçu précieux sur la façon dont les galaxies massives – et les trous noirs supermassifs à leurs noyaux – se sont formés au début de l’Univers. . Les scientifiques ont présenté leurs résultats à la réunion de l’American Astronomical Society, actuellement en cours virtuellement, et dans un document accepté à la Lettres de journal astrophysique.

    La nouvelle découverte bat le précédent record de distance pour un quasar établi il y a trois ans. Les observations effectuées avec le Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) d’Atacama au Chili ont confirmé la mesure de la distance avec une haute précision.

    Les quasars se produisent lorsque la puissante gravité d’un trou noir supermassif au cœur d’une galaxie attire le matériau environnant qui forme un disque orbital de matériau surchauffé autour du trou noir. Le processus libère d’énormes quantités d’énergie, ce qui rend le quasar extrêmement brillant, surpassant souvent le reste de la galaxie.

    Le trou noir au cœur de J0313-1806 est deux fois plus massif que celui du détenteur du record précédent et ce fait fournit aux astronomes un indice précieux sur ces trous noirs et leurs effets sur leurs galaxies hôtes.

    “Il s’agit de la première preuve de la façon dont un trou noir supermassif affecte la galaxie qui l’entoure”, a déclaré Feige Wang, membre Hubble de l’Observatoire des Steward de l’Université de l’Arizona et chef de l’équipe de recherche. “D’après les observations de galaxies moins éloignées, nous savons que cela doit arriver, mais nous ne l’avons jamais vu se produire si tôt dans l’Univers.”

    L’énorme masse du trou noir de J0313-1806 à un moment aussi précoce de l’histoire de l’Univers exclut deux modèles théoriques sur la façon dont ces objets se sont formés, ont déclaré les astronomes. Dans le premier de ces modèles, des étoiles massives individuelles explosent sous forme de supernovae et s’effondrent en trous noirs qui se fondent ensuite en trous noirs plus grands. Dans le second, des amas denses d’étoiles s’effondrent dans un trou noir massif. Dans les deux cas, cependant, le processus prend trop de temps pour produire un trou noir aussi massif que celui de J0313-1806 à l’âge auquel nous le voyons.

    “Cela vous indique que quoi que vous fassiez, la graine de ce trou noir doit avoir été formée par un mécanisme différent”, a déclaré Xiaohui Fan, également de l’Université de l’Arizona. “Dans ce cas, c’est un mécanisme qui implique de grandes quantités d’hydrogène froid primordial qui s’effondrent directement dans un trou noir de graines.”

    Les observations ALMA de J0313-1806 ont fourni des détails alléchants sur la galaxie hôte du quasar, qui forme de nouvelles étoiles à une vitesse 200 fois supérieure à celle de notre Voie lactée. “Il s’agit d’un taux de formation d’étoiles relativement élevé dans les galaxies d’âge similaire, et cela indique que la galaxie hôte quasar croît très rapidement”, a déclaré Jinyi Yang, le deuxième auteur du rapport, qui est un Peter A. Strittmatter Fellow à la Université de l’Arizona.

    La luminosité du quasar indique que le trou noir avale l’équivalent de 25 soleils chaque année. L’énergie libérée par cette alimentation rapide, ont déclaré les astronomes, alimente probablement un puissant écoulement de gaz ionisé vu se déplacer à environ 20% de la vitesse de la lumière.

    On pense que ces sorties sont ce qui arrête finalement la formation d’étoiles dans la galaxie.

    “Nous pensons que ces trous noirs supermassifs étaient la raison pour laquelle de nombreuses grandes galaxies ont cessé de former des étoiles à un moment donné”, a déclaré Fan. “Nous observons cette ‘extinction’ plus tard, mais jusqu’à présent, nous ne savions pas à quel point ce processus a commencé dans l’histoire de l’Univers. Ce quasar est la première preuve que l’extinction peut avoir eu lieu à des temps très anciens.”

    Ce processus laissera également le trou noir sans rien à manger et arrêtera sa croissance, a souligné Fan.

    Outre ALMA, les astronomes ont utilisé le télescope Magellan Baade de 6,5 mètres, le télescope Gemini North et l’observatoire WM Keck à Hawaï, et le télescope Gemini South au Chili.

    Les astronomes prévoient de continuer à étudier le J0313-1806 et d’autres quasars avec des télescopes terrestres et spatiaux.

    L’Observatoire national de radioastronomie est une installation de la National Science Foundation, exploitée dans le cadre d’un accord de coopération par Associated Universities, Inc.

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