Un trou noir supermassif actif, également connu sous le nom de quasar, au centre d'une galaxie/ NASA
Plus tôt cette année, un dimanche soir tranquille, mon collègue Jack et moi avons trouvé le trou noir supermassif à la croissance la plus rapide de l'univers connu. Nous avons eu la chance de faire partie de l'équipe qui a fait l'une des plus grandes découvertes en astronomie cette année.
Ce trou noir supermassif, ou quasar, est 20 milliards de fois la masse de notre Soleil et se trouve à 12,5 milliards d'années-lumière de la Terre. Il s'étend de 1 % tous les millions d'années et il dévore une masse équivalente à notre Soleil tous les deux jours. Officiellement, il s'appelle SMSS J215728.21-360215.1, mais nous l'appelons le monstre affamé.
Le « nous » qui a fait la découverte était une petite équipe dirigée par l'astronome de l'Université nationale australienne, le Dr Christian Wolf et son équipe, et comprenait deux étudiants de troisième cycle de l'Université de Melbourne, Jack Hon et moi-même.
Jack et moi avons été les premiers à voir le monstre affamé, assis dans notre bureau de la School of Physics de l'Université de Melbourne après minuit un dimanche soir, guider à distance un télescope de 2,3 mètres à l'observatoire de Siding Springs en Nouvelle-Galles du Sud, Australie.
D'habitude, on nous annonce notre prochain passage d'observation au moins 3 mois à l'avance. Cela nous donne le temps d'obtenir les listes des cibles (candidats quasar) et de nous assurer que nos ordinateurs et nos lignes de communication avec le télescope sont prêts, car nous effectuons toutes nos observations à distance.
Mais cette fois, on ne nous l'a dit que la veille, qui était samedi. Donc, après avoir annulé tous les plans du week-end, et m'excuser auprès de mes enfants pour avoir reporté un voyage promis au pays, nous nous préparons à passer la nuit suivante à observer le ciel entre 15h et 5h du matin.
L'objectif principal de notre projet (la recherche de quasars à grand décalage vers le rouge SkyMapper) est de trouver des quasars de l'univers primitif dans le ciel austral et d'étudier leurs caractéristiques. Les données que nous utilisons pour trouver les candidats quasars proviennent du SkyMapper Southern Sky Survey (SMSS), qui construit un relevé numérique complet de tout le ciel austral.
Les dernières données publiées par SMSS incluent environ 300 millions d'objets. Pour obtenir la liste des candidats qui nous intéressent, notre équipe recherche cette énorme quantité d'informations à l'aide d'algorithmes qui trouvent des objets qui correspondent à nos critères, comme leur luminosité et leurs couleurs. Après avoir obtenu une liste restreinte de candidats potentiels, nous devons ensuite confirmer s'il s'agit de quasars ou non. Pour ça, nous utilisons un spectrographe sur le télescope ANU.
Un quasar lumineux photographié par le Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) de Hubble. Crédit :NASA
Depuis notre ordinateur à Melbourne, nous vérifions à distance les instruments du télescope, puis entrons les coordonnées pour suivre l'objet, en faisant attention à éviter de grosses erreurs qui pourraient endommager le télescope.
Une fois que nous avons notre cible dans le champ de vision, nous devons dire au télescope lequel des nombreux objets à l'écran est celui qui nous intéresse. Le télescope recueille ensuite le spectre dont nous avons besoin pour déterminer si l'objet est ou non un quasar, et si oui, quel genre de quasar.
Ce week-end particulier, le Dr Wolf avait préparé la liste des candidats le dimanche après-midi. Il comprenait 12 cibles qui avaient une forte probabilité d'être des quasars à décalage vers le rouge élevé. Et nous nous sentions en confiance.
Mais d'abord, il est important de comprendre qu'il y a certaines choses que les astronomes n'aiment pas voir dans notre ciel :
Chacun de ces éléments peut nous empêcher de faire des observations précises, ou même ouvrir le dôme du télescope.
Après avoir passé des heures à préparer le télescope cette nuit-là, c'était là - un plein, lune brillante. C'était la première fois que nous essayions d'observer pendant la pleine lune, et pendant la moitié de la nuit, nous n'avons pas accompli grand-chose.
Mais, pendant la seconde moitié de la nuit, la lune s'est éloignée de la région qui nous intéressait et nous avons commencé à travailler sur notre liste de cibles.
Le télescope Skymapper à Siding Springs. Crédit :James-Gilbert/Flickr
C'est alors que nous avons trouvé le monstre affamé. Nous ne pouvions pas dire immédiatement à partir du champ de vision du télescope, où il ressemble à n'importe quel autre point lumineux dans le ciel. Mais une fois que nous avons commencé à analyser le spectrographe, nous avons réalisé que nous avions trouvé quelque chose de spécial.
Il y avait beaucoup d'émotions. Excitation. Surprendre. Mais même si nous savions que ce que nous avions trouvé était spécial, nous n'avons en fait découvert que le lendemain qu'il s'agissait bien d'un quasar à décalage vers le rouge élevé.
Le Dr Wolf a passé le reste de la semaine à analyser les données, faire le travail de traitement, confirmant ses nouvelles fonctionnalités et nous faisant savoir que notre monstre affamé était, En réalité, une toute nouvelle découverte.
Ce dimanche soir a été le point culminant de ma carrière jusqu'à présent.
Mais il s'ensuit beaucoup de préparation de la part de beaucoup de gens. Les membres de l'équipe ont créé la meilleure liste possible des cibles, et il a fallu à Jack et moi plusieurs années pour être formés en tant qu'observateurs et apprendre à faire fonctionner les télescopes à distance ainsi qu'à analyser efficacement toutes ces données.
En tant que l'une des premières femmes astronomes d'Arabie saoudite, ça me rend si fier de faire partie de cette découverte, et j'espère avoir donné le bon exemple à d'autres femmes pour étudier l'astronomie. Je rêve de créer un groupe de recherche en Arabie saoudite et de collaborer avec des chercheurs internationaux pour continuer à travailler sur des projets incroyables comme celui-ci.
Alors que ce sont mes espoirs, Je n'oublierai jamais le sentiment de découvrir quelque chose de nouveau dans notre vaste univers.