Les astronomes disent avoir découvert la «maturité» des galaxies et des trous noirs, grâce aux nouvelles données de l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA et d'autres télescopes. La nouvelle découverte permet de résoudre la véritable nature des gigantesques taches de gaz observées autour des très jeunes galaxies et met en lumière la formation de galaxies et de trous noirs.
Les résultats, dirigés par Jim Geach de l'Université de Durham au Royaume-Uni, seront publiés dans le numéro du 10 juillet de The Astrophysical Journal.
Il y a une dizaine d'années, les astronomes ont découvert d'immenses réservoirs d'hydrogène gazeux - qu'ils ont appelés «blobs» - tout en effectuant des relevés de jeunes galaxies éloignées. Les taches brillent brillamment dans la lumière optique, mais la source d'énergie immense requise pour alimenter cette lueur et la nature de ces objets n'étaient pas claires.
Sur la base des nouvelles données et des arguments théoriques, Geach et ses collègues montrent que le chauffage du gaz en augmentant les trous noirs supermassifs et les éclats de formation d'étoiles, plutôt que le refroidissement du gaz, alimente très probablement les gouttes. L'implication est que les taches représentent un stade où les galaxies et les trous noirs commencent tout juste à arrêter leur croissance rapide en raison de ces processus de chauffage. Il s'agit d'une étape cruciale de l'évolution des galaxies et des trous noirs - connue sous le nom de «rétroaction» - et que les astronomes tentent depuis longtemps de comprendre.
"Nous voyons des signes que les galaxies et les trous noirs à l'intérieur de ces gouttes arrivent à maturité et repoussent maintenant le gaz infaillible pour empêcher une nouvelle croissance", a déclaré le co-auteur Bret Lehmer, également de Durham. "Les galaxies massives doivent passer par une étape comme celle-ci, sinon elles formeraient trop d'étoiles et finiraient donc ridiculement grandes de nos jours."
Chandra et une collection d'autres télescopes dont Spitzer ont observé 29 taches dans un grand champ dans le ciel surnommé «SSA22». Ces taches, qui font plusieurs centaines de milliers d'années-lumière, sont visibles lorsque l'Univers n'a que deux milliards d'années environ, soit environ 15% de son âge actuel.
Dans cinq de ces taches, les données de Chandra ont révélé la signature révélatrice de la croissance de trous noirs supermassifs - une source ponctuelle avec émission lumineuse de rayons X. On pense que ces trous noirs géants résident au centre de la plupart des galaxies, y compris la nôtre. Trois autres taches dans ce domaine montrent des preuves possibles de ces trous noirs. Sur la base d'autres observations, y compris des données de Spitzer, l'équipe de recherche a pu déterminer que plusieurs de ces galaxies sont également dominées par des niveaux remarquables de formation d'étoiles.
Le rayonnement et les sorties puissantes de ces trous noirs et des éclats de formation d'étoiles sont, selon les calculs, suffisamment puissants pour éclairer l'hydrogène gazeux dans les taches qu'ils habitent. Dans les cas où les signatures de ces trous noirs n'ont pas été détectées, les taches sont généralement plus faibles. Les auteurs montrent que les trous noirs suffisamment brillants pour alimenter ces taches seraient trop faibles pour être détectés compte tenu de la longueur des observations de Chandra.
En plus d'expliquer la source d'alimentation des blobs, ces résultats aident à expliquer leur avenir. Dans le scénario de chauffage, le gaz dans les gouttes ne se refroidira pas pour former des étoiles mais s'ajoutera au gaz chaud trouvé entre les galaxies. SSA22 lui-même pourrait évoluer en un amas de galaxies massives.
"Au début, les gouttes auraient nourri leurs galaxies, mais ce que nous voyons maintenant sont plus comme des restes", a déclaré Geach. "Cela signifie que nous devrons regarder encore plus loin dans le temps pour attraper des galaxies et des trous noirs en train de se former à partir de taches."
Sources / plus d'informations: les sites Chandra à Harvard et la NASA.
