Les astronomes ont obtenu la première image résolue de nuages ​​gazeux perturbés dans une galaxie distante de 11 milliards d'années-lumière en utilisant le grand réseau millimétrique/submillimétrique d'Atacama (ALMA). L'équipe a découvert que la perturbation est causée par de jeunes jets puissants éjectés d'un trou noir supermassif résidant au centre de la galaxie hôte. Ce résultat éclairera le mystère du processus évolutif des galaxies au début de l'Univers.

Il est bien connu que les trous noirs exercent une forte attraction gravitationnelle sur la matière environnante. Cependant, il est moins connu que certains trous noirs ont des flux rapides de matière ionisée, appelés jets. Dans certaines galaxies proches, des jets évolués soufflent des nuages ​​gazeux galactiques, entraînant une suppression de la formation d'étoiles. Par conséquent, comprendre l'évolution des galaxies, il est crucial d'observer l'interaction entre les jets de trous noirs et les nuages ​​gazeux tout au long de l'histoire cosmique. Cependant, il avait été difficile d'obtenir des preuves claires d'une telle interaction, surtout au début de l'Univers.

Afin d'obtenir des preuves aussi claires, l'équipe a utilisé ALMA pour observer un objet intéressant connu sous le nom de MG J0414+0534. Une caractéristique distinctive de la MG J0414+0534 est que les chemins de la lumière qui la relie à la Terre sont considérablement déformés par la gravité d'une autre galaxie "lentille" entre la MG J0414+0534 et nous, provoquant un grossissement important.

"Cette distorsion fonctionne comme un" télescope naturel "pour permettre une vue détaillée des objets distants, " dit Takeo Minezaki, professeur agrégé à l'Université de Tokyo.

Une autre caractéristique est que MG J0414+0534 a un trou noir supermassif avec des jets bipolaires au centre de la galaxie hôte. L'équipe a pu reconstruire la « vraie » image des nuages ​​gazeux ainsi que les jets de MG J0414+0534 en tenant soigneusement compte des effets gravitationnels exercés par la galaxie lentille intermédiaire.

"En combinant ce télescope cosmique et les observations haute résolution d'ALMA, nous avons obtenu une vision exceptionnellement nette, c'est 9, 000 fois mieux que la vue humaine, " ajoute Kouichiro Nakanishi, professeur associé de projet à l'Observatoire astronomique national du Japon/SOKENDAI. "Avec cette résolution extrêmement élevée, nous avons pu obtenir la distribution et le mouvement des nuages ​​gazeux autour des jets éjectés d'un trou noir supermassif."

Grâce à une résolution aussi supérieure, l'équipe a découvert que les nuages ​​gazeux le long des jets ont un mouvement violent avec des vitesses pouvant atteindre 600 km/s, montrant des preuves claires de gaz impacté. De plus, il s'est avéré que la taille des nuages ​​gazeux impactés et des jets est beaucoup plus petite que la taille typique d'une galaxie à cet âge.

"Nous assistons peut-être à la toute première phase de l'évolution des jets dans la galaxie, " dit Satoki Matsushita, chercheur à l'Institut d'astronomie et d'astrophysique Academia Sinica. "Cela pourrait être aussi tôt que plusieurs dizaines de milliers d'années après le lancement des jets."

« MG J0414+0534 est un excellent exemple en raison de la jeunesse des jets, " résume Kaiki Inoue, professeur à l'université de Kindai, Japon, et l'auteur principal du document de recherche paru dans le Lettres de revues astrophysiques . "Nous avons trouvé des preuves révélatrices d'une interaction significative entre les jets et les nuages ​​​​gazeux, même au tout début de la phase évolutive des jets. Je pense que notre découverte ouvrira la voie à une meilleure compréhension du processus évolutif des galaxies au début de l'Univers."