Communiqué de presse

Découverte du plus distant quasar avec de puissants jets radio

8 mars 2021

Avec l'aide du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire Européen Austral (ESO), les astronomes ont découvert et étudié en détail la source d'émission radio la plus lointaine connue à ce jour. Cette source est un quasar à émission radio forte - un objet brillant avec des jets puissants émettant dans les longueurs d'onde radio - qui est si lointain que sa lumière a mis 13 milliards d'années à nous atteindre. Cette découverte pourrait fournir des indices importants pour aider les astronomes à comprendre les débuts de l'Univers.

 

Les quasars sont des objets très brillants qui se trouvent au centre de certaines galaxies et sont alimentés par des trous noirs supermassifs. Lorsque le trou noir consomme le gaz environnant, de l'énergie est libérée, ce qui permet aux astronomes de les repérer même lorsqu'ils sont très éloignés.

Le quasar récemment découvert, surnommé P172+18, est si lointain que la lumière qui en provient 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. Si des quasars plus lointains ont été découverts, c'est la première fois que des astronomes ont pu identifier les signatures révélatrices de jets radio dans un quasar aussi tôt dans l'histoire de l'Univers. Seulement 10% des quasars, que les astronomes classent comme étant à émission radio forte, ont des jets qui brillent à des fréquences radio [1].

P172+18 est alimenté par un trou noir environ 300 millions de fois plus massif que notre Soleil qui consomme du gaz à une vitesse stupéfiante. "Le trou noir mange la matière très rapidement, sa masse augmente à un rythme parmi les plus élevés jamais observés", explique l'astronome Chiara Mazzucchelli, membre de l'ESO au Chili, qui a mené cette découverte avec Eduardo Bañados du Max Planck Institute for Astronomy en Allemagne.

Les astronomes pensent qu'il y a 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 ces jets sont capables de perturber le gaz autour du trou noir, augmentant ainsi la vitesse à laquelle le gaz tombe dedans. Par conséquent, l'étude des quasars à émission radio forte peut fournir des informations importantes sur la façon dont les trous noirs du début de l'Univers 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 finalement nous-mêmes", déclare Chiara Mazzucchelli.

P172+18 a été identifié pour la première fois comme un quasar distant, après avoir été identifié dans un premier temps comme étant une source radio, au télescope Magellan de l'Observatoire de Las Campanas au Chili par Eduardo Bañados et Chiara Mazzucchelli. "Dès que nous avons reçu les données, nous les avons inspectées, et nous avons tout de suite su que nous avions découvert le quasar à émission radio forte le plus éloigné connu à ce jour", explique Eduardo Bañados.

Cependant, en raison d'un temps d'observation court, l'équipe ne disposait pas de suffisamment de données pour étudier l'objet en détail. Une série d'observations avec d'autres télescopes a suivi, notamment avec l'instrument X-shooter du VLT de l'ESO, ce qui leur a permis d'approfondir les caractéristiques de ce quasar, notamment en déterminant des propriétés clés telles que la masse du trou noir et la vitesse à laquelle il mange la matière de son environnement. Parmi les autres télescopes qui ont contribué à l'étude figurent le Very Large Array du National Radio Astronomy Observatory et le télescope Keck aux États-Unis. 

L'équipe est très enthousiaste avec cette découverte, qui sera publiée dans The Astrophysical Journal, et elle pense que ce quasar à émission radio forte pourrait être le premier d'une longue série à être découvert, 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", déclare Edourdo Bañados.

Les observations effectuées avec des installations telles qu’ALMA, dont l'ESO est partenaire, et avec le futur ELT (Extremely Large Telescope) de l'ESO pourraient contribuer à découvrir et à étudier en détail un plus grand nombre de ces objets des premiers temps de l'Univers.

Notes

 

[1] Les ondes radio utilisées en astronomie ont des fréquences allant de 300 MHz à 300 GHz.

Plus d'informations

 

Cette recherche est présentée dans un article intitulé “The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82” qui sera publié dans The Astrophysical Journal.

L’équipe est composée d’Eduardo Bañados (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Allemagne, et The Observatories of the Carnegie Institution for Science, USA), Chiara Mazzucchelli (European Southern Observatory, Chili), Emmanuel Momjian (National Radio Astronomy Observatory [NRAO], USA), Anna-Christina Eilers (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, USA), Feige Wang (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Jet Propulsion Laboratory [JPL], California Institute of Technology, USA), Irham Taufik Andika (MPIA and International Max Planck Research School for Astronomy & Cosmic Physics at the University of Heidelberg, Allemagne), Aaron J. Barth (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, USA), Chris Carilli (NRAO and Astrophysics Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, UK), Frederick Davies (MPIA), Roberto Decarli (INAF Bologna — Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Italie), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Emanuele Paolo Farina (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Allemagne), Joseph F. Hennawi (Department of Physics, Broida Hall, University of California, Santa Barbara, USA), Antonio Pensabene (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Alma Mater Studiorum, Universita di Bologna, Italie et INAF Bologna), Daniel Stern (JPL), Bram P. Venemans (MPIA), Lukas Wenzl (Department of Astronomy, Cornell University, USA and MPIA) and Jinyi Yang (Steward Observatory, University of Arizona, USA).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 16 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l’Irlande, l'Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est l'un des plus grands télescopes conçus exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope géant (ELT pour Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

 

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Contacts

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European Southern Observatory
Vitacura, Chile
Courriel: Chiara.Mazzucchelli@eso.org

Eduardo Bañados
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Courriel: banados@mpia.de

Bárbara Ferreira
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Garching bei München, Germany
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Marseille, France
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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso2103.