Une équipe internationale d'astronomes a identifié l'une des classes les plus rares connues de galaxies émettant des rayons gamma, appelé BL Lacertae, dans les 2 premiers milliards d'années de l'âge de l'Univers. L'équipe, qui a utilisé l'un des plus grands télescopes optiques au monde, Gran Telescopio Canarias (GTC), situé à l'Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma), se compose de chercheurs de l'Universidad Complutense de Madrid (UCM, Espagne), DESY (Allemagne), Université de Californie Riverside et Clemson University (États-Unis). Leur découverte est publiée dans The Lettres de revues astrophysiques .

Seule une petite fraction des galaxies émet des rayons gamma, qui sont la forme de lumière la plus extrême. Les astronomes pensent que ces photons hautement énergétiques proviennent du voisinage d'un trou noir supermassif résidant au centre de ces galaxies. Quand cela arrive, elles sont appelées galaxies actives. Le trou noir avale la matière de son environnement et émet des jets ou, en d'autres termes, flux collimatés de matière et de rayonnement. Peu de ces galaxies actives (moins de 1 %) ont leurs jets pointés par hasard vers la Terre. Les scientifiques les appellent blazars et sont l'une des sources de rayonnement les plus puissantes de l'univers.

Les blazars sont disponibles en deux saveurs :BL Lacertae (BL Lac) et radio-quasars à spectre plat (FSRQ). Notre compréhension actuelle de ces mystérieux objets astronomiques est que les FSRQ sont des galaxies actives relativement jeunes, riches en poussières et en gaz qui entourent le trou noir central. Tandis que le temps passe, la quantité de matière disponible pour alimenter le trou noir est consommée et le FSRQ évolue pour devenir un objet BL Lac. "En d'autres termes, Les BL Lacs peuvent représenter la phase âgée et évoluée de la vie d'un blazar, tandis que les FSRQ ressemblent à un adulte, " explique Vaidehi Paliya, un chercheur de DESY qui a participé à ce programme.

"Comme la vitesse de la lumière est limitée, plus on regarde loin, plus nous enquêtons tôt dans l'ère de l'Univers, " dit Alberto Domínguez de l'Institut de physique des particules et du cosmos (IPARCOS) à l'UCM et co-auteur de l'étude. Les astronomes pensent que l'âge actuel de l'Univers est d'environ 13,8 milliards d'années. Le FSRQ le plus éloigné a été identifié à un distance alors que l'âge de l'univers n'était que d'un milliard d'années. À titre de comparaison, le BL Lac le plus éloigné connu a été trouvé lorsque l'âge de l'Univers était d'environ 2,5 milliards d'années. Par conséquent, l'hypothèse de l'évolution du FSRQ vers le BL Lacs semble valable.

Maintenant, l'équipe de scientifiques internationaux a découvert un nouvel objet BL Lac, nommé 4FGL J1219.0+3653, beaucoup plus loin que le précédent détenteur du record. "Nous avons découvert un BL Lac existant même 800 millions d'années plus tôt, c'est quand l'Univers avait moins de 2 milliards d'années, " déclare Cristina Cabello, un étudiant diplômé à IPARCOS-UCM. "Cette découverte remet en question le scénario actuel selon lequel les BL Lacs sont en fait une phase évoluée du FSRQ, " ajoute Nicolás Cardiel, professeur à IPARCOS-UCM. Jésus Gallego, également professeur de la même institution et co-auteur de l'étude conclut :"Cette découverte a remis en cause notre connaissance de l'évolution cosmique des blazars et des galaxies actives en général."

Les chercheurs ont utilisé les instruments OSIRIS et EMIR, conçu et construit par l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) et monté sur GTC, également connu sous le nom de Grantecan. "Ces résultats sont un exemple clair de la façon dont la combinaison de la grande zone de collecte de GTC, le plus grand télescope optique infrarouge du monde, ainsi que les capacités uniques des instruments complémentaires installés dans le télescope fournissent des résultats révolutionnaires pour améliorer notre compréhension de l'Univers, " souligne Romano Corradi, directeur de Grantecan.