Cette mosaïque montre 18 des 19 quasars observés par une équipe internationale d'astronomes, dirigé par l'EPF de Zurich, La Suisse. Chaque quasar observé est entouré d'un halo gazeux brillant. C'est la première fois qu'un relevé des quasars montre des halos aussi brillants autour de tous les quasars observés. La découverte a été faite à l'aide de l'instrument MUSE du Very Large Telescope de l'ESO. Crédit :ESO/Borisova et al.
Une collaboration internationale d'astronomes, dirigé par un groupe de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich (EPF) de Zurich, La Suisse, a utilisé la puissance d'observation inégalée de MUSE sur le Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire de Paranal de l'ESO pour étudier le gaz autour de lointaines galaxies actives, moins de deux milliards d'années après le Big Bang. Ces galaxies actives, appelés quasars, contiennent des trous noirs supermassifs en leur centre, qui consomment des étoiles, gaz, et d'autres matériaux à un taux extrêmement élevé. Cette, à son tour, fait que le centre de la galaxie émet d'énormes quantités de rayonnement, faisant des quasars les objets les plus lumineux et les plus actifs de l'Univers.
L'étude a porté sur 19 quasars, sélectionné parmi les plus brillants observables avec MUSE. Des études antérieures ont montré qu'environ 10 % de tous les quasars examinés étaient entourés de halos, fabriqué à partir de gaz connu sous le nom de milieu intergalactique. Ces halos s'étendent jusqu'à 300 000 années-lumière du centre des quasars. Cette nouvelle étude, cependant, a créé une surprise, avec la détection de grands halos autour des 19 quasars observés, bien plus que les deux halos attendus statistiquement. L'équipe soupçonne que cela est dû à l'augmentation considérable de la puissance d'observation de MUSE par rapport aux instruments similaires précédents, mais d'autres observations sont nécessaires pour déterminer si c'est le cas.
« Il est encore trop tôt pour dire si cela est dû à notre nouvelle technique d'observation ou s'il y a quelque chose de particulier à propos des quasars de notre échantillon. Il y a donc encore beaucoup à apprendre; nous ne sommes qu'au début d'une nouvelle ère de découvertes", dit l'auteur principal Elena Borisova, de l'EPF de Zurich.
L'objectif initial de l'étude était d'analyser les composants gazeux de l'Univers aux plus grandes échelles; une structure parfois appelée la toile cosmique, dans lesquels les quasars forment des nœuds brillants. Les composants gazeux de cette nappe sont normalement extrêmement difficiles à détecter, ainsi, les halos de gaz illuminés entourant les quasars offrent une occasion presque unique d'étudier le gaz au sein de cette structure cosmique à grande échelle.
Les 19 halos nouvellement détectés ont également révélé une autre surprise :ils sont constitués de gaz intergalactique relativement froid – environ 10 000 degrés Celsius. Cette révélation est en fort désaccord avec les modèles actuellement acceptés de la structure et de la formation des galaxies, ce qui suggère que le gaz à proximité des galaxies devrait avoir des températures supérieures à un million de degrés.
C'est la première fois que MUSE et ses capacités d'observation uniques sont utilisées pour une enquête de ce type. La découverte montre le potentiel de l'instrument pour observer ce type d'objet. Le co-auteur Sebastiano Cantalupo est très enthousiasmé par le nouvel instrument et les opportunités qu'il offre :« Nous avons exploité les capacités uniques de MUSE dans cette étude, qui ouvrira la voie à de futures enquêtes. Combiné à une nouvelle génération de modèles théoriques et numériques, cette approche continuera à fournir une nouvelle fenêtre sur la formation de la structure cosmique et l'évolution des galaxies."
Cette recherche a été présentée dans l'article "Ubiquitous géant Lyα nébuleuses autour des quasars les plus brillants à z ~ 3,5 révélés avec MUSE", apparaître dans le Journal d'astrophysique .
