Représentation d'un artiste de la galaxie la plus brillante connue, WISE J224607.57−052635.0, et des trois galaxies compagnes dont elle dépouille le matériau.
(Image: © NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello)
La galaxie la plus lumineuse connue semble avoir dévoré trois petites galaxies en même temps, révélant des détails sur les raisons pour lesquelles elle brillait si fort.
Cette découverte pourrait aider à expliquer comment les trous noirs géants derrière de tels spectacles de lumière extraordinaires ont atteint des tailles extrêmement grandes au début de l'histoire cosmique, selon la nouvelle étude.
On pense que des trous noirs supermassifs avec des masses de plusieurs millions à des milliards de fois celles du soleil se cachent au centre de la plupart, sinon de la totalité, des galaxies. Lorsque ces géants dévorent de la matière, des recherches antérieures ont suggéré qu'ils dégageaient des quantités de lumière extraordinairement importantes et étaient probablement la force motrice derrière les quasars - des dynamos flamboyantes qui sont parmi les objets les plus brillants de l'univers. [Voici le puissant quasar: la science derrière ces phares galactiques]
Les astronomes peuvent voir des quasars qui brillent des coins les plus éloignés du cosmos, ce qui les fait connaître parmi les objets les plus éloignés. Les quasars les plus éloignés sont également les premiers quasars à se former dans l'univers - plus un quasar est éloigné, plus sa lumière met de temps à atteindre la Terre.
Expliquer comment les trous noirs ont pu dévorer suffisamment de matière pour atteindre des tailles supermassives au début de l'histoire cosmique s'est révélé extrêmement difficile pour les scientifiques. À ce titre, les chercheurs souhaitent examiner autant de quasars précoces que possible pour en savoir plus sur leur croissance.
Pour cette nouvelle étude, les scientifiques se sont concentrés sur le quasar WISE J224607.57−052635.0, situé à environ 25 milliards d'années-lumière de la Terre. Cette galaxie est relativement petite - seulement environ un dixième de la largeur de la Voie lactée, a déclaré à Space.com l'auteur principal de l'étude Tanio Díaz Santos, astrophysicien à l'Université Diego Portales de Santiago du Chili.
Cependant, ce petit quasar poussiéreux est la galaxie la plus lumineuse connue. Il brille environ 10000 fois plus brillamment que la Voie lactée et plus de 100 billions de fois plus brillamment que le soleil, a déclaré à Space.com Andrew Blain, co-auteur de l'étude, astrophysicien à l'Université de Leicester en Angleterre.
WISE J224607.57−052635.0 est également l'un des premiers quasars connus, remontant à 12,4 milliards d'années, seulement 1,3 milliard d'années après la naissance de l'univers dans le Big Bang. Les chercheurs ont déclaré que WISE J224607.57−052635.0 et ses frères sont collectivement appelés galaxies chaudes, obscurcies par la poussière ou Hot DOG.
Les scientifiques ont analysé WISE J224607.57−052635.0 à l'aide du télescope Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) au Chili et du Karl G. Jansky Very Large Array au Nouveau-Mexique. Ils ont détaillé leurs résultats en ligne aujourd'hui (15 novembre) dans la revue Science.
Le groupe de Blain a découvert trois petites galaxies liées au quasar via des ponts de poussières riches en carbone similaires à la suie diesel. "Ces galaxies et ponts s'étendent sur une région de l'espace autour de W2246 qui correspond approximativement à la taille de la Voie lactée", a déclaré Blain.
La quantité de poussière dans le quasar à elle seule était égale à 1,7 milliard de fois la masse du soleil, et ses galaxies satellites contenaient au moins autant de poussière au total. "Nous pensons qu'il s'agit de la première détection de banderoles poussiéreuses reliant des galaxies dans un événement de fusion multiple à un moment cosmique aussi précoce", a déclaré Díaz.
Les éléments de cette poussière sont produits et dispersés autour des galaxies par des réactions nucléaires au sein d'étoiles géantes. Cela suggère que le gaz vu autour de ce quasar était lié à la formation d'étoiles avant sa flambée dramatique de lumière, une découverte qui pourrait aider à éclairer la façon dont le gaz et la poussière aident à construire des galaxies, a déclaré Blain.
Les chercheurs suggèrent que les fusions entre les galaxies et les petits compagnons pourraient non seulement fournir la matière première pour alimenter les quasars brillants, mais également fournir de grandes quantités de poussière pour l'obscurcir. En tant que tels, ces résultats pourraient aider à expliquer l'apparition de ces galaxies brillantes et poussiéreuses au début de l'histoire cosmique, ont-ils déclaré.
