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Les astronomes détectent l'écoulement le plus énergétique d'un quasar éloigné

Tempête cosmique

L'image de gauche montre la conception d'un artiste de la partie centrale de la galaxie qui héberge le quasar SDSS J135246.37 + 423923.5 vu aux longueurs d'onde optiques. Des vents épais obscurcissent notre vue et impriment des signatures de l'écoulement énergétique sur le spectre SDSS. L'image de droite montre la même vue du même artiste aux longueurs d'onde infrarouges, telle que vue par le détecteur Gemini GNIRS. Le flux de sortie épais est transparent aux longueurs d'onde infrarouges, nous donnant une ligne de vue claire sur le quasar. Le spectre infrarouge donne le décalage vers le rouge quasar, et à partir de ce cadre de référence, nous avons mesuré la vitesse de sortie record. Crédit: Observatoire international des Gémeaux / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld

Des chercheurs utilisant le télescope Gemini North sur le Maunakea d'Hawaï ont détecté le vent le plus énergique de tous les quasars jamais mesurés. Ce flux sortant, qui se déplace à près de 13% de la vitesse de la lumière, transporte suffisamment d'énergie pour influer considérablement sur la formation des étoiles à travers une galaxie entière. La tempête extragalactique a été cachée à la vue pendant 15 ans avant d'être dévoilée par une modélisation informatique innovante et de nouvelles données de l'Observatoire international des Gémeaux.


Le vent le plus énergique d'un quasar a été révélé par une équipe d'astronomes utilisant des observations de l'Observatoire international Gemini, un programme du NOIRLab de la NSF. Ce puissant flux sortant se déplace dans sa galaxie hôte à près de 13% de la vitesse de la lumière et provient d'un quasar connu sous le nom de SDSS J135246.37 + 423923.5 qui se trouve à environ 60 milliards d'années-lumière de la Terre.

"Alors que des vents à grande vitesse ont déjà été observés dans des quasars, ils étaient minces et vaporeux, ne transportant qu'une quantité relativement faible de masse", explique Sarah Gallagher, astronome à l'Université Western (Canada) qui a dirigé les observations Gemini. "La sortie de ce quasar, en comparaison, balaie une énorme quantité de masse à des vitesses incroyables. Ce vent est extrêmement puissant, et nous ne savons pas comment le quasar peut lancer quelque chose d'aussi substantiel".

En plus de mesurer le débit sortant du SDSS J135246.37 + 423923.5, l'équipe a également pu déduire la masse du trou noir supermassif alimentant le quasar. Cet objet monstrueux est 8,6 milliards de fois plus massif que le Soleil – environ 2000 fois la masse du trou noir au centre de notre Voie Lactée et 50% plus massif que le trou noir bien connu de la galaxie Messier 87.

Ce résultat est publié au Journal astrophysique et le quasar étudié ici détient maintenant le record du vent de quasar le plus énergique mesuré à ce jour, avec un vent plus énergique que ceux récemment rapportés dans une étude de 13 quasars.

Malgré sa masse et son flux énergétique, la découverte de cette centrale a langui dans une enquête quasar pendant 15 ans avant que la combinaison des données Gemini et la méthode de modélisation informatique innovante de l'équipe ne permettent de l'étudier en détail.

Des chercheurs utilisant le télescope Gemini North sur le Maunakea d'Hawaï ont détecté le vent le plus énergique de tous les quasars jamais mesurés. Crédit: Observatoire international des Gémeaux / NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld / J. Pollard / ESA / Hubble / M.Kornmesser / ESO

"Nous avons été choqués – ce n'est pas un nouveau quasar, mais personne ne savait à quel point c'était incroyable jusqu'à ce que l'équipe obtienne les spectres Gemini", explique Karen Leighly, astronome à l'Université d'Oklahoma qui a été l'une des responsables scientifiques de cette recherche. «Ces objets étaient trop difficiles à étudier avant que notre équipe ne développe notre méthodologie et ne dispose des données dont nous avions besoin, et il semble maintenant qu'ils pourraient être le type de quasars venteux le plus intéressant à étudier.

Les quasars – également appelés objets quasi-stellaires – sont un type d'objet astrophysique extraordinairement lumineux résidant au centre de galaxies massives. Constitué d'un trou noir supermassif entouré d'un disque de gaz incandescent, les quasars peuvent éclipser toutes les étoiles de leur galaxie hôte et entraîner des vents suffisamment puissants pour influencer des galaxies entières.

"Certains vents entraînés par des quasars ont suffisamment d'énergie pour balayer le matériau d'une galaxie qui est nécessaire pour former des étoiles et ainsi éteindre la formation d'étoiles", explique Hyunseop (Joseph) Choi, étudiant diplômé de l'Université d'Oklahoma et premier auteur de la article scientifique sur cette découverte. "Nous avons étudié un quasar particulièrement venteux, SDSS J135246.37 + 423923.5, dont l'écoulement est si épais qu'il est difficile de détecter la signature du quasar lui-même à des longueurs d'onde visibles."

Malgré l'obstruction, l'équipe a pu obtenir une vue claire du quasar en utilisant le spectrographe proche infrarouge Gemini (GNIRS) sur Gemini North pour observer aux longueurs d'onde infrarouges. En utilisant une combinaison de spectres de haute qualité des Gémeaux et une approche de modélisation informatique pionnière, les astronomes ont découvert la nature du flux sortant de l'objet, qui s'est révélé remarquablement plus énergique que tout flux de quasar précédemment mesuré.

La découverte de l'équipe soulève des questions importantes et suggère également qu'il pourrait y avoir plus de ces quasars en attente d'être trouvés.

Nous ne savons pas combien de ces objets extraordinaires figurent dans nos catalogues de quasars que nous ne connaissons pas encore, "conclut Choi", car le logiciel automatisé identifie généralement les quasars par de fortes lignes d'émission ou une couleur bleue – deux propriétés qui manquent à notre objet "Il pourrait y avoir plus de ces quasars avec des sorties énormément puissantes cachées dans nos enquêtes."

"Cette découverte extraordinaire a été rendue possible grâce aux ressources fournies par l'Observatoire international des Gémeaux; la découverte ouvre de nouvelles fenêtres et de nouvelles opportunités pour explorer l'Univers dans les années à venir", a déclaré Martin Still, directeur du programme d'astronomie à la National Science Foundation, qui finance Gemini Observatory des États-Unis dans le cadre d'une collaboration internationale. "L'Observatoire Gemini continue de faire progresser notre connaissance de l'Univers en offrant à la communauté scientifique internationale un accès de premier plan à l'instrumentation et aux installations du télescope."


L'équipe découvre des tsunamis quasar capables d'empêcher la formation d'étoiles


Plus d'information:
Hyunseop Choi et al, Discovery of a Remarquably Puissant Broad Absorption-line Quasar Outflow in SDSS J135246.37 + 423923.5, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10,3847 / 1538-4357 / ab6f72

Fourni par
Observatoire des Gémeaux

Citation:
                                                 Tempête cosmique: les astronomes détectent le flux énergétique le plus intense d'un quasar éloigné (2020, 14 avril)
                                                 récupéré le 14 avril 2020
                                                 depuis https://phys.org/news/2020-04-cosmic-tempest-astronomers-energetic-outflow.html

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