Cette photo montre l'image proche infrarouge dans la bande K prise à l'aide du grand télescope binoculaire en Arizona, avec émission radio superposée en blanc. Le fait que la galaxie hôte n'ait pas été détectée aux longueurs d'onde infrarouges d'où provient l'émission radio a aidé à confirmer de manière indépendante la distance record de cette galaxie. Crédit :Observatoire de Leyde
Après près de 20 ans, le record de la radiogalaxie la plus éloignée jamais découverte a été battu. Une équipe dirigée par Ph.D. étudiant Aayush Saxena (Observatoire de Leyde, Pays-Bas) a trouvé une radiogalaxie d'une époque où l'univers n'avait que 7 pour cent de son âge actuel, à une distance de 12 milliards d'années-lumière.
L'équipe a utilisé le radiotélescope géant à ondes métriques (GMRT) en Inde pour identifier initialement la radiogalaxie. La distance à cette galaxie a ensuite été déterminée à l'aide du télescope Gemini North à Hawaï et du Large Binocular Telescope en Arizona en mesurant le décalage vers le rouge de la galaxie.
Le décalage vers le rouge de z =5,72 signifie que la galaxie est perçue telle qu'elle était lorsque l'univers n'avait qu'un milliard d'années. Cela signifie également que la lumière de cette galaxie a près de 12 milliards d'années. L'équipe est composée d'astronomes des Pays-Bas, Brésil, le Royaume-Uni et l'Italie. L'étude annonçant ces résultats a été acceptée pour publication dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .
La mesure du décalage vers le rouge d'une galaxie indique aux astronomes sa distance. Les galaxies les plus éloignées sont, plus vite ils s'éloignent de nous. La lumière de ces galaxies apparaît donc plus rouge, suite à un effet connu sous le nom de décalage Doppler. Par conséquent, plus la vitesse à laquelle une galaxie s'éloigne de nous est élevée, plus son redshift est grand.
Les radiogalaxies sont des objets très rares dans l'univers. Ce sont des galaxies colossales avec un trou noir supermassif en leur centre qui accumule activement le gaz et la poussière de son environnement. Cette activité initie le lancement de courants-jets à haute énergie, qui sont capables d'accélérer les particules chargées autour du trou noir supermassif à presque la vitesse de la lumière. Ces jets sont très nettement observés aux longueurs d'onde radio.
Le fait que de telles galaxies existent dans l'univers lointain a surpris les astronomes. La découverte de telles galaxies à des distances extrêmement grandes est importante pour notre compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies. L'étude détaillée de ces radiogalaxies permet également de mieux comprendre la formation des trous noirs primordiaux, qui ont conduit et régulé la croissance des galaxies.
Le premier auteur Aayush Saxena (Observatoire de Leyde) dit, "Il est très surprenant de voir comment ces galaxies ont accumulé leur masse en si peu de temps." Co-auteur Huub Röttgering (Observatoire de Leyde, Pays-Bas) ajoute :« Les radiogalaxies brillantes abritent des trous noirs supermassifs. Il est étonnant de trouver de tels objets aussi tôt dans l'histoire de l'univers; le temps nécessaire à la formation et à la croissance de ces trous noirs supermassifs a dû être très court.
Une radiogalaxie avec un décalage vers le rouge de z =5,19 avait été le précédent détenteur du record depuis sa découverte en 1999. La prochaine génération de radiotélescopes, combiné avec les plus grands télescopes optiques et infrarouges du monde, sera capable de détecter des radiogalaxies à des décalages vers le rouge encore plus importants.
