Des jets nouveau-nés dans des galaxies lointaines

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En utilisant les données du Enquête VLA Sky, des astronomes ont trouvé des centaines de galaxies lointaines, avec des pantalons noirs supermassifs en leur cœur, qui ont lancé de puissants jets de matière émettant des ondes radio au cours du dernier quart de siècle.

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On sait que la plupart des grosses galaxies, si ce n’est toutes, abritent en leur cœur un trou noir supermassif. Ces galaxies peuvent alors avoir de puissants jets de matière qui émettent des ondes radio.

Dans une nouvelle étude à paraître dans l ‘Journal d’astrophysique (prépubliée en libre accès sur arXiv), Kristina Nyland et ses collègues expliquent leur découverte de nombreuses galaxies lointaines avec des pantalons noirs supermassifs qui ont lancé de tels jets au cours du dernier quart de siècle. Pour ce faire, ils ont utilisé les données du Enquête VLA Sky (VLASS), un relevé commencé en 2017 pour observer le ciel visible depuis le Karl G. Jansky Très grand tableau (VLA), c’est-à-dire environ 80% de tout le ciel, trois fois en sept ans. Le premier des trois passages est d’ores et déjà terminé et les scientifiques ont comparé les données ainsi acquises avec celles du relevé FIRST (Images pâles du Radio Sky à vingt centimètres), qui a utilisé le VLA pour observer une plus petite partie du ciel entre 1993 et ​​2011.

Nyland, chercheuse postdoctorale du Conseil national de la recherche des États-Unis, actuellement en résidence au Laboratoire de recherche navale à Washington, et première auteure de l’étude, explique: « Nous avons trouvé des galaxies qui ne montraient aucun signe de jets auparavant, mais qui maintenant des signes clairs de la présence de jets jeunes et compacts. Des jets comme ceux-ci peuvent affecter la croissance et l’évolution de leur galaxie, mais nous ne comprenons toujours pas tous les détails. Capturer des jets nouveaux-nés avec des relevés comme VLASS fournit une mesure du rôle des puissants jets radio dans le façonnement de la vie des galaxies sur des milliards d’années. »

De nombreuses galaxies avec de nouveaux jets

Ils ont ainsi détecté environ 2.000 objets qui apparaissent dans les images de VLASS mais n’ont pas été détectés avec FIRST. Parmi ceux-ci, ils ont sélectionné 26 objets qui étaient auparavant classés comme galaxies à noyau actif, c’est-à-dire alimentés par un trou noir supermassif, sur la base d’observations optiques et les infrarouges. Ces 26 objets ont été observés par FIRST entre 1994 et 2001 et par VLASS en 2019.

Parmi ces 26 galaxies, elles en choisissent 14 pour des observations plus détaillées avec le VLA. Ces observations ont fourni des images à plus haute résolution et ont été effectuées à plusieurs fréquences radio pour obtenir une compréhension plus complète des caractéristiques de ces objets.

Dillon Dong, étudiant au Institut de technologie de Californie et deuxième auteur de l’étude, détaille: « Les données de ces observations détaillées nous précisent que la cause la plus probable de la différence de luminosité radio entre les observations de FIRST et de VLASS est que les “moteurs” au cœur de ces galaxies ont lancé de nouveaux jets depuis les observations de FIRST. »

Des laboratoires naturels pour étudier des conditions extrêmes

On sait que les pantalons noirs au cœur des galaxies interagissent avec les galaxies elles-mêmes et que ensemble les deux évoluent. Les jets lancés depuis les régions proches des pantalons noirs peuvent affecter la quantité d ‘étoiles formées dans la galaxie.

Pallavi Patil, chercheuse de l’université de Virginie et troisième auteure de l’étude, explique: « Les jets radio rapportent des laboratoires naturels pour apprendre la physique extrême des pantalons noirs supermassifs, dont on pense que la formation et la croissance sont intrinsèquement liés à celles des centres galactiques dans lesquels ils résident. »Nyland poursuit:« Des jets aussi jeunes que ceux découverts dans notre étude peuvent nous fournir une occasion rare d’acquérir de nouvelles connaissances sur le fonctionnement de ces interactions entre les jets et leur environnement. »Mark Lacy, astronome à l’Observatoire national de radioastronomie (Charlottesville, États-Unis) et quatrième auteur de l’étude, exposé:« Le VLASS s’est avéré être un outil clé pour découvrir de tels jets, et nous attendons avec impatience les résultats de ses deux prochaines époques d’observation. »

Nyland et ses collègues prévoient d’autres études des galaxies à l’aide du Matrice de ligne de base très longue (VLBA), de l’observatoire de rayons X Chandra et de télescopes observant fr lumière visible et infrarouge.

Ce qu’il faut retenir

  • Depuis 2017, le relevé VLASS observe une grande portion du ciel, dont celle que FIRST, autre relevé réalisé avec le Karl G. Jansky Très grand tableau (VLA), avait vérifié de 1993 à 2001.
  • Grâce à ces observations, une équipe d’astronomes a détecté 2.000 galaxies qui, dans les données de VLASS acquises en 2019, montraient des signes de jets alors qu’ils n’en montraient pas dans les données de FIRST.
  • Ces observations permettent d’en apprendre plus sur les pantalons noirs supermassifs, leurs galaxies hôtes et l’interaction entre les deux.

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