En utilisant l'instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), les astronomes ont découvert une émission Lyman-alpha étendue et large sous la forme d'une nébuleuse autour du quasar J1605-0112. La découverte est rapportée le 9 février dans un article publié sur le référentiel de pré-impression arXiv.

J1605-0112 est un quasar radio-silencieux avec un décalage vers le rouge de 4,92. Les astronomes ont classé cet objet comme l'un des quasars à raie d'absorption large (BAL). Bien que les quasars BAL soient étudiés depuis plus de 30 ans, les chercheurs ne savent toujours pas pourquoi de larges raies d'absorption sont observées dans de tels objets.

Pour comprendre ce phénomène, une équipe européenne d'astronomes dirigée par Michele Ginolfi de l'Observatoire de Rome, Italie, a mené une campagne d'observation à l'aide du spectrographe à champ intégral large MUSE installé sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO au Chili. Ils ont utilisé cet instrument pour révéler plus d'informations sur la nature des quasars BAL et pour analyser l'émission Lyman-alpha entourant de tels objets.

Les observations MUSE réalisées par l'équipe de Ginolfi ont permis d'identifier une émission Lyman-alpha autour de J1605-0112, formant une nébuleuse entourant ce quasar.

"Dans ce travail, nous rapportons des observations MUSE profondes d'un quasar à raie d'absorption large (BAL) à z ~ 5, révélant une nébuleuse de Lyα avec une taille linéaire maximale projetée de ~60 kpc autour du quasar, ", ont écrit les chercheurs dans le journal.

Comme indiqué dans l'étude, cette nébuleuse a près de 200, 000 années-lumière en taille. Par conséquent, il semble être plus petit que les nébuleuses typiques détectées avec MUSE autour des quasars à des redshifts inférieurs (entre trois et quatre), qui sont généralement plus de deux fois plus gros. Les chercheurs supposent qu'une telle différence de taille est intrinsèque et non un artefact de la gradation de la luminosité de la surface cosmologique.

L'étude a révélé que le profil radial de luminosité de surface moyenné de manière circulaire de la nébuleuse nouvellement détectée montre une pente plus raide que les nébuleuses typiques à des décalages vers le rouge inférieurs et indique une distribution de gaz moins étendue. Cependant, les auteurs de l'article ont ajouté que les nébuleuses uniques à faible décalage vers le rouge montrent une grande variabilité en termes de profils radiaux.

Par ailleurs, les chercheurs soulignent que la carte de dispersion de vitesse de l'émission Lyman-alpha montre un élargissement particulièrement important de la raie dans les régions internes de la nébuleuse, plus élevé que celui habituellement observé dans des nébuleuses similaires. "À la différence des nébuleuses typiques autour des quasars radio-silencieux non BAL, dans les régions internes (~10 kpc) du milieu circumgalactique (CGM) de notre source, la dispersion en vitesse de l'émission Lyα est très élevée (FWHM> 1, 000 km s ^-1 ), ", lit-on dans le journal.

Les chercheurs tentent d'expliquer un tel élargissement de la raie Lyman-alpha, l'attribuant à la nature BAL de J1605-0112. Ils suggèrent que cet élargissement peut tracer à la fois du gaz circumgalactique très turbulent ainsi que des matériaux sortant de la galaxie.

« Le grand FWHM du Lyα peut tracer directement l'écoulement à grande échelle associé au BAL. Même si le Lyα ne trace pas directement le gaz d'écoulement, comme suggéré par la détection nulle de la lignée CIV, indiquant éventuellement une faible métallicité des gaz, l'écoulement peut de toute façon introduire des turbulences importantes dans le CGM qui peuvent entraîner l'élargissement observé, " ont conclu les astronomes.

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