Des astronomes découvrent la fusion de quasars jumeaux

En haut :image composite tricolore (HSC r, i et z-band) autour de C1 et C2, les deux sources les plus rouges au centre. L'encadré montre une vue développée de C1 et C2. En bas :spectre FOCAS bidimensionnel de C1 (trace supérieure de lumière) et C2 (trace inférieure), créé en empilant toutes les données disponibles. Crédit :*Lettres du journal astrophysique* (2024). DOI :10.3847/2041-8213/ad35c7

À l'aide du télescope Subaru à Hawaï, les astronomes ont détecté une paire de quasars en fusion à un redshift élevé, dans le cadre de l'enquête Hyper SuprimeCam (HSC) du programme stratégique Subaru (SPP). La découverte fortuite est rapportée dans le dernier numéro de Astrophysical Journal Letters. .

Les quasars, ou objets quasi-stellaires (QSO), sont des noyaux galactiques actifs (AGN) de très haute luminosité, émettant un rayonnement électromagnétique observable dans les longueurs d'onde radio, infrarouge, visible, ultraviolette et X. Ils font partie des objets les plus brillants et les plus éloignés de l'univers connu et servent d'outils fondamentaux pour de nombreuses études en astrophysique ainsi qu'en cosmologie.

Par exemple, les quasars ont été utilisés pour étudier la structure à grande échelle de l’univers et l’ère de la réionisation. Ils ont également amélioré notre compréhension de la dynamique des trous noirs supermassifs et du milieu intergalactique.

Récemment, une équipe d'astronomes dirigée par Yoshiki Matsuoka de l'Université d'Ehime au Japon a analysé les données d'imagerie multibande approfondie collectées par HSC-SPP. En parcourant les données, ils ont détecté par hasard deux quasars en fusion, qui ont reçu les désignations HSC J121503.42−014858.7 (C1) et HSC J121503.55−014859.3 (C2).

Selon l'étude, les deux quasars sont séparés d'environ 39 000 années-lumière et sont probablement en association physique l'un avec l'autre. Les observations ont détecté un pont d'émission Lyman-alpha étendu C1 et C2, ainsi que diverses structures étendues dans d'autres raies d'émission.

Les astronomes ont souligné que les structures d'émission de pont indiquent que ces deux quasars sont en train de fusionner. Par conséquent, étant donné que C1 et C2 ont un redshift de 6,05, ce sont les quasars en fusion les plus éloignés détectés jusqu'à présent.

L’étude a révélé que C1 et C2 ont des magnitudes absolues ultraviolettes au repos de -23,1 et -22,6, respectivement. La luminosité bolométrique de C1 a été mesurée à 6,2 quattuordécillions d'erg/s, tandis que dans le cas de C2, elle s'est avérée inférieure :4,1 quattuordécillions d'erg/s. L'étude note également que les deux quasars possèdent très probablement des trous noirs supermassifs (SMBH) de masses similaires.

Résumant les résultats, les auteurs de l'article ont indiqué qu'ils étudiaient toujours la fusion du quasar nouvellement détecté et présenteraient prochainement des résultats plus détaillés.

"Un article complémentaire présentera les propriétés des gaz et des poussières capturées par les observations du Large Millimeter/submillimeter Array d'Atacama, qui fournissent des preuves supplémentaires et des mesures détaillées de la fusion et démontrent également que les deux sources ne sont pas des images à lentille gravitationnelle d'un seul quasar, " ont écrit les scientifiques.

Plus d'informations : Yoshiki Matsuoka et al., Découverte de quasars jumeaux fusionnés à z =6,05, Astrophysical Journal Letters (2024). DOI :10.3847/2041-8213/ad35c7

Informations sur le journal : Lettres du journal astrophysique