Cette vue d'artiste montre à quoi ressemblaient le quasar distant P172+18 et ses jets radio. A ce jour (début 2021), il s'agit du quasar à jets radio le plus éloigné jamais découvert et il a été étudié avec l'aide du Very Large Telescope de l'ESO. Il est si éloigné que sa lumière a voyagé pendant environ 13 milliards d'années pour nous atteindre :nous le voyons tel qu'il était lorsque l'Univers n'avait que 780 millions d'années environ. Crédit :ESO/M. Kornmesser
Avec l'aide du Very Large Telescope de l'Observatoire Européen Austral (VLT de l'ESO), les astronomes ont découvert et étudié en détail la source d'émission radio la plus éloignée connue à ce jour. La source est un quasar "radio-fort" - un objet brillant avec de puissants jets émettant à des longueurs d'onde radio - qui est si loin que sa lumière a mis 13 milliards d'années pour nous atteindre. La découverte pourrait fournir des indices importants pour aider les astronomes à comprendre l'Univers primitif.
Les quasars sont des objets très brillants qui se trouvent au centre de certaines galaxies et sont alimentés par des trous noirs supermassifs. Comme le trou noir consomme le gaz environnant, l'énergie est libérée, permettant aux astronomes de les repérer même lorsqu'ils sont très éloignés.
Le quasar nouvellement découvert, surnommé P172+18, est si éloigné que sa lumière a voyagé pendant environ 13 milliards d'années pour nous atteindre :nous le voyons tel qu'il était lorsque l'Univers avait à peine 780 millions d'années. Alors que des quasars plus lointains ont été découverts, c'est la première fois que les astronomes ont pu identifier les signatures révélatrices des jets radio dans un quasar si tôt dans l'histoire de l'Univers. Seulement environ 10% des quasars - que les astronomes classent comme "radio-forts" - ont des jets, qui brillent aux fréquences radio.
P172+18 est alimenté par un trou noir environ 300 millions de fois plus massif que notre Soleil qui consomme du gaz à un rythme ahurissant. "Le trou noir mange de la matière très rapidement, croissant en masse à l'un des taux les plus élevés jamais observés, " explique l'astronome Chiara Mazzucchelli, Fellow à l'ESO au Chili, qui a dirigé la découverte avec Eduardo Bañados de l'Institut Max Planck d'astronomie en Allemagne.
Les astronomes pensent qu'il existe un lien entre la croissance rapide des trous noirs supermassifs et les puissants jets radio repérés dans les quasars comme P172+18. On pense que les jets sont capables de perturber le gaz autour du trou noir, augmenter la vitesse à laquelle le gaz tombe. Par conséquent, l'étude des quasars radio-forts peut fournir des informations importantes sur la façon dont les trous noirs de l'Univers primitif ont atteint leur taille supermassive si rapidement après le Big Bang.
"Je trouve très excitant de découvrir de 'nouveaux' trous noirs pour la première fois, et de fournir un élément de plus pour comprendre l'Univers primordial, D'où nous venons, et finalement nous-mêmes, " dit Mazzucchelli.
P172+18 a d'abord été reconnu comme un quasar lointain, après avoir été préalablement identifié comme source radio, au télescope Magellan de l'observatoire de Las Campanas au Chili par Bañados et Mazzucchelli. "Dès que nous avons obtenu les données, nous l'avons inspecté à l'œil, et nous savions immédiatement que nous avions découvert le quasar radio-fort le plus éloigné connu à ce jour, " dit Bañados.
Cependant, en raison d'un temps d'observation court, l'équipe n'avait pas assez de données pour étudier l'objet en détail. Une vague d'observations avec d'autres télescopes a suivi, y compris avec l'instrument X-shooter sur le VLT de l'ESO, qui leur a permis d'approfondir les caractéristiques de ce quasar, y compris la détermination de propriétés clés telles que la masse du trou noir et la vitesse à laquelle il absorbe la matière de son environnement. Parmi les autres télescopes qui ont contribué à l'étude, citons le Very Large Array de l'Observatoire national de radioastronomie et le télescope Keck aux États-Unis.
Alors que l'équipe est enthousiasmée par sa découverte, apparaitre dans Le Journal d'Astrophysique , ils croient que ce quasar radio-fort pourrait être le premier d'un grand nombre à être trouvé, peut-être à des distances cosmologiques encore plus grandes. "Cette découverte me rend optimiste et je crois - et j'espère - que le record de distance sera bientôt battu, " dit Bañados.
Observations avec des installations telles que ALMA, dont l'ESO est partenaire, et avec le prochain Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO pourrait aider à découvrir et à étudier plus en détail ces objets de l'Univers ancien.
Cette recherche est présentée dans l'article "La découverte d'une substance hautement accrétive, quasar radio-fort à z=6.82" pour apparaître dans The Journal d'astrophysique .
