La galaxie la plus lumineuse jamais découverte n'en cannibalise pas une, pas deux, mais au moins trois de ses plus petits voisins, selon une nouvelle étude publiée aujourd'hui (15 novembre) dans la revue Science et co-écrit par des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. Le matériau que la galaxie vole à ses voisins contribue probablement à sa très grande luminosité, l'étude montre.

Découvert par le Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) basé dans l'espace de la NASA en 2015, La galaxie, appelé WISE J224607.55-052634.9, n'est en aucun cas la galaxie la plus grande ou la plus massive que nous connaissions, mais il rayonne à 350 000 milliards de fois la luminosité du Soleil. Si toutes les galaxies étaient positionnées à égale distance de nous, WISE J224607.55-052634.9 (ou W2246-0526 pour faire court) serait le plus brillant.

De nouvelles observations utilisant le grand réseau millimétrique/submillimétrique d'Atacama (ALMA) au Chili révèlent des traînées distinctes de poussière tirées de trois galaxies plus petites vers W2246-0526. Les traînées contiennent à peu près autant de matière que les petites galaxies elles-mêmes, et on ne sait pas si ces galaxies échapperont à leur destin actuel ou seront complètement consumées par leur voisine lumineuse.

La plupart de la luminosité record de W2246-0526 ne vient pas seulement des étoiles, mais aussi une collection de gaz chauds et de poussières concentrées autour du centre de la galaxie. Au cœur de ce nuage se trouve un trou noir supermassif, récemment déterminé comme étant 4 milliards de fois plus massif que le Soleil. Dans la gravité intense, la matière tombe vers le trou noir à grande vitesse, s'écraser et chauffer jusqu'à des millions de degrés, faisant briller le matériau avec une brillance incroyable. Galaxies qui contiennent ces types de lumière, les structures alimentées par des trous noirs sont connues sous le nom de quasars.

Comme tout moteur sur Terre, L'énorme production d'énergie du W2246-0526 nécessite un apport de carburant tout aussi élevé. Dans ce cas, cela signifie que du gaz et de la poussière forment des étoiles et reconstituent le nuage autour du trou noir central. La nouvelle étude montre que la quantité de matière accumulée par WJ2246-0526 de ses voisins est suffisante pour reconstituer ce qui est consommé, soutenant ainsi l'énorme luminosité de la galaxie.

"Il est possible que cette frénésie alimentaire dure déjà depuis un certain temps, et nous nous attendons à ce que la fête galactique se poursuive pendant au moins quelques centaines de millions d'années, " a déclaré Tanio Diaz-Santos de l'Universidad Diego Portales à Santiago, Chili, auteur principal de l'étude.

Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont utilisé des images d'ALMA - une collection d'antennes radio individuelles qui fonctionnent ensemble comme un seul télescope - pour identifier les traînées poussiéreuses de matière. La position des traînées d'accrétion suggère fortement qu'elles contiennent de la matière s'écoulant entre W2246-0526 et les autres galaxies. En outre, les sentiers présentent la bonne morphologie, c'est-à-dire la forme des traînées est cohérente avec la façon dont le matériau devrait s'écouler s'il est tiré d'une galaxie à une autre.

Ce genre de cannibalisme galactique n'est pas rare. Les astronomes ont déjà observé des galaxies fusionner avec ou accumuler de la matière de leurs voisines dans l'univers voisin. Par exemple, la paire de galaxies connues collectivement sous le nom de « souris » sont ainsi nommées parce que chacune a une longue, une fine queue de matériau d'accrétion qui s'en éloigne.

W2246-0526 est la galaxie la plus éloignée jamais trouvée pour accumuler de la matière provenant de plusieurs sources. La lumière de W2246-0526 a mis 12,4 milliards d'années pour nous atteindre, les astronomes voient donc l'objet tel qu'il était lorsque notre univers n'avait qu'un dixième de son âge actuel de 13,8 milliards d'années. A cette distance, les flux de matière tombant dans W2246-0526 sont particulièrement faibles et difficiles à détecter. L'étude repose sur 2,5 heures de temps d'observation utilisant 40 des antennes paraboliques de 12 mètres d'ALMA.

"Nous savions d'après les données précédentes qu'il y avait trois galaxies compagnes, mais il n'y avait aucune preuve d'interactions entre ces voisins et la source centrale, " a déclaré Diaz-Santos. "Nous ne recherchions pas un comportement cannibale et ne nous y attendions pas, mais cette plongée profonde avec l'observatoire ALMA le rend très clair."

W2246-0526 appartient à une catégorie particulière de quasars particulièrement lumineux dits chauds, galaxies obscurcies par la poussière, ou Hot DOG. Les astronomes pensent que la plupart des quasars tirent une partie de leur carburant de sources externes. Une possibilité est que ces objets reçoivent un lent filet de matière provenant de l'espace entre les galaxies. Une autre est qu'ils se nourrissent en rafales en mangeant d'autres galaxies, qui semble se produire avec W2246-0526. On ne sait pas si W2246-0526 est représentatif d'autres quasars obscurcis (ceux dont les moteurs centraux sont obscurcis par d'épais nuages ​​de poussière) ou s'il s'agit d'un cas particulier.

"Cette galaxie est peut-être unique en son genre, parce qu'elle est presque deux fois plus lumineuse que n'importe quelle autre galaxie que nous avons trouvée avec WISE et qu'elle s'est formée très tôt dans l'histoire de l'univers, " a déclaré Peter Eisenhardt, Scientifique du projet JPL pour WISE et coauteur du nouvel article. "Mais nous avons découvert beaucoup d'autres galaxies avec WISE qui sont similaires à celle-ci :lointaines, poussiéreux et des milliers de fois plus lumineux que les galaxies typiques ne le sont aujourd'hui. Donc avec W2246-0526, nous voyons peut-être ce qui se passe pendant une étape clé de l'évolution des galaxies et des quasars obscurcis."