L'astronome confondu par sa découverte du puissant Quasar depuis les débuts de l'univers

Un trou noir supermassif récemment découvert, à 13 milliards d'années-lumière de la Terre, pourrait éventuellement nous fournir des informations précieuses sur la formation de l'univers. Entre-temps, Eduardo Bañados, l'astronome des Observatoires de la Carnegie Institution, a tout confondu. Il décrit son travail déroutant cette semaine dans deux articles du Journal astrophysique et Lettres du journal astrophysique.

"Il y a peut-être 200 quasars qui sont à des distances similaires, mais la particularité de cet objet est qu'il est extrêmement brillant dans les ondes radio", a déclaré Bañados Inverse. Un quasar est une galaxie avec un trou noir supermassif en son centre, aspirant et crachant constamment des débris stellaires sous la forme de particules de haute énergie. Ces particules, se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière, sont si chaudes qu'elles émettent généralement beaucoup de lumière et d'ondes radio, apparaissant très lumineuses depuis la Terre. Mais celui-ci était anormalement.

«Pour être honnête, au début, je ne pensais pas que cela venait du quasar», explique Bañados. «C'était trop fort. Je n’avais jamais vu un émetteur radio aussi puissant quand l’univers était si jeune. »Selon lui, c’est le quasar le plus brillant du premier univers par un facteur de Dix.

Le fait que les ondes radioélectriques émanant de ce trou noir supermassif - qui forme un quasar appelé PSO J352.4034-15.3373 (P352-15) avec la galaxie rentrée dans son orbite - soient inhabituellement «forts» ou «lumineux» signifie que la le quasar lui-même était atypiquement dense et actif pour quelque chose qui existait tôt dans la formation de l'univers.Au cours du premier milliard d'années - l'époque de la réionisation - des étoiles géantes d'une taille de 30 à 300 fois supérieure à celle de notre soleil ont commencé à éclairer la vaste obscurité et, ce faisant, ont redynamisé une grande partie de l'hydrogène inerte qui flottait à la surface du soleil. Big Bang. Le P352-15 peut avoir un niveau de luminosité comparable à celui de ces étoiles, mais il est beaucoup plus grand que 300 fois notre soleil.

«Comment pouvez-vous former un trou noir supermassif qui ressemble à un milliard de fois la masse du soleil en moins d'un milliard d'années?», Se demande Bañados sans cesse. "C'est vraiment difficile."

Après avoir découvert le quasar, Bañados a collaboré avec Emmanuel Momjian de l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) à Socorro, au Nouveau-Mexique, afin d'utiliser le très long réseau (VLBA) de la National Science Foundation de la National Science Foundation. 15 est en fait (ou était). Les résultats de ces travaux ont été publiés cette semaine dans le Journal astrophysique et Lettres du journal astrophysique.

Avec quelques travaux, le VLBA a produit une visualisation nette du quasar, basée sur la radio, qui comporte trois composants principaux avec des caractéristiques distinctes. La distance totale à travers ces trois composantes est d'environ 5 000 années-lumière. «Crisp», ici, est relatif; Votre kilométrage peut varier.

Lui et ses collègues ont deux idées sur ce qui pourrait se passer avec P352-15. Selon une interprétation, ils voient un noyau brillant au centre du trou noir supermassif, les deux autres parties visibles étant les jets de particules qu’il produit se dirigent dans des directions opposées. Dans une autre vue, le noyau de trou noir est d'un côté et les deux jets de particules se déplacent dans la même direction, de manière concentrique.

L’équipe espère que ce sera le dernier cas car cela signifie qu’elle pourrait potentiellement observer ce jet unilatéral lorsqu’il se développe sur plusieurs années. "Ce quasar est peut-être l'objet le plus lointain pour lequel nous pourrions mesurer la vitesse d'un tel jet", a déclaré Momjian dans un communiqué.

Bien que les quasars soient, par définition, la combinaison d’un trou noir supermassif et de la galaxie qu’ils consomment - et que les trous noirs émettent de grands jets de particules émettant des radiations lumineuses à la vitesse de la lumière - seulement environ 10% des quasars, un inclus, sont de puissants émetteurs radio. Au moins pour le moment, personne sur le terrain ne sait pourquoi.

«C’est un domaine de recherche très actif, et nous n’avons toujours pas de réponse définitive», a déclaré Bañados. «Chaque fois que nous trouvons un système à quasars, c’est un casse-tête. Nous ne savons pas comment les former."

À l’avenir, le groupe espère utiliser ce nouveau quasar pour étudier «le rôle des jets radioélectriques dans la formation et la croissance de trous noirs supermassifs» - c’est ce que vous diriez à une institution boursière le fait troublant que P352-15 déconne totalement avec la façon dont les astrophysiciens pensaient que ces objets célestes avaient été formés.

«Ce jet doit être vieux d'environ 10 000 ans», dit Bañados, «ce qui semble beaucoup pour nous, mais former un trou noir supermassif en moins de 10 000 ans est un grand défi pour la théorie des trous noirs supermassifs. ”

Ainsi, ce nouveau quasar pourrait nous en dire beaucoup sur la formation du jeune univers ou sur ce qui se passait au cours des premiers milliards d'années qui ont suivi le big bang, mais il pourrait également simplement bouleverser ce que nous pensions savoir.

"Il y a beaucoup de choses que nous ignorons et parfois, les gens regardent les scientifiques et se disent:" Oh, ils devraient connaître toutes les réponses ", explique Bañados," mais c'est la raison pour laquelle nous menons des recherches."

"Lorsque nous faisons cela, la plupart du temps, au lieu de trouver des réponses, nous trouvons plus de questions."