Deux nouvelles études de l'Université de Melbourne aideront le plus grand, le télescope spatial le plus puissant et le plus complexe jamais construit pour découvrir des galaxies jamais vues auparavant par l'humanité.

Les articles sont publiés dans Le Journal d'Astrophysique et le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society et montrer que le télescope spatial James Webb de la NASA, lancement prévu à la fin de l'année prochaine, révélera des galaxies cachées.

Les lumières puissantes appelées « quasars » sont les objets les plus brillants de l'univers. Alimenté par des trous noirs supermassifs jusqu'à un billion de fois la masse de notre Soleil, ils éclipsent des galaxies entières de milliards d'étoiles. Simulations dirigées par Science Ph.D. candidat, Madeline Marshall, montrent que même si le télescope spatial Hubble de la NASA ne peut pas voir les galaxies actuellement cachées par ces quasars, le télescope James Webb pourra passer outre l'éblouissement.

"Webb offrira la possibilité d'observer pour la première fois ces galaxies hôtes très éloignées, " dit Maréchal, qui a mené ses recherches au Centre d'excellence de l'ARC en astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3-D).

« Cela peut nous aider à répondre à des questions telles que : Comment les trous noirs peuvent-ils devenir si gros si vite ? Y a-t-il une relation entre la masse de la galaxie et la masse du trou noir, comme on le voit dans l'univers voisin ?"

Bien que les quasars soient connus pour résider au centre des galaxies, il a été difficile de dire à quoi ressemblent ces galaxies et comment elles se comparent aux galaxies sans quasars.

"Finalement, Les observations de Webb devraient fournir de nouvelles informations sur ces systèmes extrêmes, ", a déclaré le co-auteur d'ASTRO 3-D, Stuart Wyithe de l'Université de Melbourne. "Les données qu'il recueille nous aideront à comprendre comment un trou noir pourrait peser un milliard de fois plus que notre Soleil en seulement un milliard d'années. Ces grands trous noirs ne devraient pas exister si tôt parce qu'il n'y a pas eu assez de temps pour qu'ils deviennent si massifs."

L'équipe de l'Université de Melbourne a collaboré avec des chercheurs des États-Unis, Chine, Allemagne, et les Pays-Bas à utiliser le télescope spatial Hubble pour essayer d'observer ces galaxies. Ils ont ensuite utilisé une simulation informatique de pointe appelée BlueTides, qui a été développé par une équipe dirigée par ASTRO 3-D visiteur distingué, Tiziana Di Matteo, de l'Université Carnegie Mellon de Pittsburgh, Pennsylvanie, NOUS.

"BlueTides est conçu pour étudier la formation et l'évolution des galaxies et des quasars au cours du premier milliard d'années de l'histoire de l'univers, " a déclaré Yueying Ni de l'Université Carnegie Mellon, qui a exécuté la simulation BlueTides. "Son grand volume cosmique et sa haute résolution spatiale nous permettent d'étudier ces rares hôtes quasars sur une base statistique."

L'équipe a utilisé ces simulations pour déterminer ce que les caméras de Webb verraient si l'observatoire étudiait ces systèmes distants. Ils ont découvert qu'il serait possible de distinguer la galaxie hôte du quasar, bien que toujours difficile en raison de la petite taille de la galaxie dans le ciel.

Ils ont également découvert que les galaxies hébergeant des quasars avaient tendance à être plus petites que la moyenne, couvrant seulement environ 1/30 du diamètre de la Voie lactée, bien qu'elle contienne presque autant de masse que notre galaxie.

"Les galaxies hôtes sont étonnamment petites par rapport à la galaxie moyenne à ce moment-là, " dit Maréchal.