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Le télescope Hubble trouve de rares quasars doubles dans d’anciennes collisions galactiques

De la NASA Le télescope spatial Hubble a capturé non pas une mais deux paires de quasars distants qui existaient il y a environ 10 milliards d’années, selon une nouvelle étude.

Selon l’équipe responsable de la recherche, la découverte était comme trouver une aiguille dans une botte de foin, car la chance de localiser un double quasar par rapport à un seul quasar n’est que d’un sur 1000.

Les images capturées par le télescope spatial de longue date montrent que les quasars de chaque paire ne sont distants que d’environ 10 000 années-lumière. À titre de comparaison, notre Soleil est à 26000 années-lumière du supermassif trou noir au cœur de la voie Lactée. Les chercheurs, dirigés par Nadia Zakamska de l’Université Johns Hopkins de Baltimore, Maryland, pensent que les quasars sont si étroitement liés l’un à l’autre car chaque paire se trouve au centre de deux galaxies au milieu d’un smashup.

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UNE quasar est une intense émission de lumière du centre d’une galaxie alimentée par le trou noir supermassif glouton en son cœur. « Les quasars ont un impact profond sur la formation des galaxies dans l’univers », a déclaré Zakamska dans un déclaration sorti le 6 avril.

Lorsque deux galaxies entrent en collision, leur gravité intense provoque la déformation des structures. En conséquence, plus de matière est canalisée dans leurs trous noirs respectifs, enflammant leurs quasars. Au fil du temps, le rayonnement intense alimente les vents galactiques qui éliminent la majeure partie du gaz des galaxies en fusion.

Ce processus aboutit à la formation d’une galaxie elliptique. Une séquence similaire devrait se produire dans quelques milliards d’années, lorsque la Voie lactée fusionne avec son voisin galactique le plus proche, le Galaxie d’Andromède.

Plus de 100 quasars doubles ont été découverts dans des galaxies en fusion, mais aucun n’est aussi vieux que les deux paires trouvées dans cette étude. Les quasars nouvellement découverts datent d’une époque associée à une abondance de formations de quasars, il y a environ 10 milliards d’années. Les astronomes avaient précédemment suggéré qu’il devrait y avoir une myriade de quasars doubles pendant cette période, mais aucun n’avait été détecté jusqu’à présent.

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Ces images capturées par le télescope spatial Hubble révèlent deux paires de quasars. La paire de gauche est cataloguée comme J0749 + 2255 (prise le 5 janvier 2020) et la paire de droite comme J0841 + 4825 (prise le 30 novembre 2019). Les deux images ont été prises en lumière visible avec la caméra grand champ 3. (Crédit d’image: NASA, ESA, H. Hwang et N. Zakamska (Université Johns Hopkins), et Y. Shen (Université de l’Illinois, Urbana-Champaign))

« C’est vraiment le premier échantillon de quasars doubles à l’époque de pointe de la formation de galaxies avec lequel nous pouvons utiliser pour sonder des idées sur la façon dont les trous noirs supermassifs se réunissent pour finalement former un binaire », a déclaré Zakamska.

La découverte de ces quatre quasars informe non seulement les chercheurs sur la fusion des trous noirs supermassifs dans l’univers primitif, mais met également en évidence les avantages de l’utilisation d’une variété de techniques pour détecter et imager des quasars doubles insaisissables, ont déclaré les membres de l’équipe d’étude.

Bien que Hubble soit le seul télescope avec une résolution suffisamment élevée pour distinguer ces deux paires de quasars proches, son œil vif n’était pas assez bon pour les localiser seul. Les astronomes devaient orienter Hubble dans la bonne direction, et pour cela ils ont fait appel à la cartographie des étoiles de l’Agence spatiale européenne. Satellite Gaia et le Sloan Digital Sky Survey, basé au sol, pour dresser une liste de candidats potentiels à l’étude de Hubble.

Lorsque les chercheurs ont ensuite observé les quatre premières cibles avec Hubble, ils ont découvert que deux des cibles étaient en fait deux paires de quasars proches. Les chercheurs ont déclaré que c’était un « moment d’ampoule » qui a réaffirmé leur intention d’utiliser Hubble, Sloan et Gaia pour rechercher des duos de quasars.

« La nouvelle technique permet non seulement de découvrir des quasars doubles beaucoup plus loin, mais elle est beaucoup plus efficace que les méthodes que nous avons utilisées auparavant », a déclaré Xin Liu de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, qui faisait également partie de l’étude. .

Les équipes recherche apparaît dans le numéro en ligne du 1er avril de la revue Astronomie de la nature.

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