Illustration d'artiste des structures vues dans les observations. Crédit :NAOJ
Les radioastronomes ont détecté des jets de gaz chauds projetés par un trou noir dans la galaxie au cœur du Phoenix Galaxy Cluster, situé à 5,9 milliards d'années-lumière dans la constellation de Phoenix. C'est un résultat important pour comprendre la coévolution des galaxies, gaz, et les trous noirs dans les amas de galaxies.
Les galaxies ne sont pas distribuées au hasard dans l'espace. Par attraction gravitationnelle mutuelle, les galaxies se rassemblent pour former des collections appelées amas. L'espace entre les galaxies n'est pas entièrement vide. Il y a du gaz très dilué dans tout un amas qui peut être détecté par des observations aux rayons X.
Si ce gaz intra-cluster se refroidit, il se condenserait sous sa propre gravité pour former des étoiles au centre de l'amas. Cependant, le gaz refroidi et les étoiles ne sont généralement pas observés au cœur des amas proches, indiquant qu'un mécanisme doit chauffer le gaz intra-amas et empêcher la formation d'étoiles. Un candidat potentiel pour la source de chaleur est des jets de gaz à grande vitesse accélérés par un trou noir super-massif dans la galaxie centrale.
L'amas de Phoenix est inhabituel en ce qu'il montre des signes de gaz dense refroidi et de formation d'étoiles massives autour de la galaxie centrale. Cela soulève la question :la galaxie centrale a-t-elle aussi des jets de trous noirs ?
Une équipe dirigée par Takaya Akahori à l'Observatoire astronomique national du Japon a utilisé l'Australian Telescope Compact Array (ATCA) pour rechercher des jets de trous noirs dans le Phoenix Galaxy Cluster avec la résolution la plus élevée à ce jour. Ils ont détecté des structures correspondantes s'étendant des côtés opposés de la galaxie centrale. La comparaison avec les observations de la région tirées des données d'archives de l'observatoire à rayons X Chandra montre que les structures détectées par ATCA correspondent à des cavités de gaz moins denses, indiquant qu'ils sont une paire de jets bipolaires émis par un trou noir dans la galaxie. Par conséquent, l'équipe a découvert le premier exemple, dans lequel coexistent refroidissement de gaz intra-cluster et jets de trous noirs, dans l'univers lointain.
Observations radio du centre de l'amas de galaxies Phoenix montrant des structures de jets s'étendant à partir de la galaxie centrale. Crédit :Akahori et al
De plus amples détails sur la galaxie et les jets pourraient être élucidés grâce à des observations à plus haute résolution avec des installations d'observation de nouvelle génération, comme le Square Kilometer Array dont le début des observations est prévu à la fin des années 2020.
Ces résultats sont apparus comme T. Akahori et al. "Découverte de jets radio dans le centre de l'amas de galaxies de Phoenix" dans le numéro d'août 2020 de Publications de la Société astronomique du Japon.
