Il s'agit d'une image du télescope spatial Hubble d'un quasar très éloigné (à droite) qui a été éclairci et divisé en trois images par les effets du champ gravitationnel d'une galaxie au premier plan (à gauche). Les croix marquent les centres de chaque image de quasar. Le quasar serait passé inaperçu sans le pouvoir de la lentille gravitationnelle, qui a multiplié sa luminosité par un facteur 50. Le champ gravitationnel de la galaxie de premier plan (vu à gauche) déforme l'espace comme un miroir funhouse, amplifier la lumière du quasar. Brillant de l'éclat de 600 billions de soleils, le quasar est alimenté par un trou noir supermassif au cœur d'une jeune galaxie en voie de formation. L'image montre le quasar tel qu'il était il y a 12,8 milliards d'années - seulement environ 1 milliard d'années après le big bang. Le quasar apparaît en rouge car sa lumière bleue a été absorbée par un gaz diffus dans l'espace intergalactique. Par comparaison, la galaxie de premier plan a une lumière stellaire plus bleue. Le quasar, catalogué comme J043947.08+163415.7 (J0439+1634 pour faire court), pourrait détenir le record d'être le plus brillant de l'univers primitif pendant un certain temps, ce qui en fait un objet unique pour les études de suivi. Crédit :NASA, ESA, Xiaohui Fan (Université de l'Arizona)
Les observations de l'observatoire Gemini identifient une empreinte clé d'un quasar extrêmement éloigné, permettant aux astronomes d'échantillonner la lumière émise depuis la nuit des temps. Les astronomes sont tombés sur cet aperçu profond de l'espace et du temps grâce à une galaxie de premier plan banale agissant comme une lentille gravitationnelle, qui a magnifié l'ancienne lumière du quasar. Les observations de Gemini fournissent des pièces critiques du puzzle en confirmant cet objet comme le quasar le plus brillant apparaissant si tôt dans l'histoire de l'Univers, laissant espérer que d'autres sources comme celle-ci seront trouvées.
Avant que le cosmos n'atteigne son milliardième anniversaire, une partie de la toute première lumière cosmique a commencé un long voyage à travers l'Univers en expansion. Un faisceau de lumière particulier, d'une source énergétique appelée quasar, passé par hasard près d'une galaxie intermédiaire, dont la gravité a plié et agrandi la lumière du quasar et l'a recentré dans notre direction, permettant à des télescopes comme Gemini North de sonder le quasar dans les moindres détails.
"S'il n'y avait pas ce télescope cosmique de fortune, la lumière du quasar apparaîtrait environ 50 fois plus faible, " a déclaré Xiaohui Fan de l'Université de l'Arizona qui a dirigé l'étude. " Cette découverte démontre qu'il existe des quasars à lentille gravitationnelle forte malgré le fait que nous cherchions depuis plus de 20 ans et que nous n'en trouvions pas d'autres aussi loin dans le temps. "
Les observations Gemini ont fourni des pièces clés du puzzle en comblant un trou critique dans les données. Le télescope Gemini North sur Maunakea, Hawaii, utilisé le spectrographe proche infrarouge Gemini (GNIRS) pour disséquer une fauchée significative de la partie infrarouge du spectre de la lumière. Les données Gemini contenaient la signature révélatrice du magnésium, qui est essentielle pour déterminer jusqu'où nous remontons dans le temps. Les observations Gemini ont également permis de déterminer la masse du trou noir alimentant le quasar. "Lorsque nous avons combiné les données Gemini avec les observations de plusieurs observatoires sur Maunakea, le télescope spatial Hubble, et d'autres observatoires dans le monde, nous avons pu brosser un tableau complet du quasar et de la galaxie intermédiaire, " a déclaré Feige Wang de l'Université de Californie, Santa Barbara, qui fait partie de l'équipe de découverte.
