gov-civil-vilareal.ptUn quasar au bord de l'univers observable brille de la lumière de 10 * trillions * de soleils
>L'un des avantages de la lumière est qu'elle se déplace à une vitesse finie. Rapide, oui, mais pas infiniment rapide. Donc, si nous regardons un objet très éloigné, nous le voyons tel qu'il était quand il était plus jeune.
L'Univers lui-même n'a qu'environ 13,8 milliards d'années - heh, 'seulement' - donc nous ne pouvons rien voir à plus de 13,8 milliards d'années-lumière, la distance parcourue par la lumière pendant cette période. Mais nous pouvons voir des objets presque aussi loin. Ils devaient être très brillants à l'époque, car cette distance terrible les obscurcit énormément, et la plupart des objets ne peuvent pas le couper.
Mais parfois, nous trouvons des balises célestes dans ces endroits éloignés. Pas beaucoup, mais certains. Un nouveau vient d'être trouvé , et c'est remarquable pour de nombreuses raisons. La première est qu'il s'agit vraiment d'un objet d'une luminosité phénoménale. Une autre est qu'il est si brillant même s'il était assez jeune au moment où sa lumière l'a quitté. Et un troisième est que même ainsi, il serait invisible si sa lumière n'était pas amplifiée par une astuce gravitationnelle.
Conception d'artiste d'un trou noir avec de la matière tourbillonnant autour de lui dans un disque d'accrétion, ainsi qu'un jet de matière s'en éloignant. Crédit: NASA/JPL-Caltech
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L'objet s'appelle J043947.08+163415.7 (je l'appellerai J043) et c'est un quasar . Il s'agit d'une sorte de galaxie qui projette d'énormes quantités de lumière en raison d'un trou noir supermassif en leur centre. Chaque grande galaxie en a une, pensons-nous, y compris la Voie lactée, mais la plupart sont silencieuses. Cependant, si une situation ou un événement envoie beaucoup de grésillement de gaz dans le trou noir, il s'accumulera dans un disque tourbillonnant juste au-dessus du point de non-retour. La friction dans le disque le chauffera énormément, le matériau étant chauffé à des millions de degrés. Ce gaz brûle férocement, faisant des quasars l'une des sources d'énergie les plus lumineuses de tout l'Univers.
Ils étaient plus fréquents dans le premier Univers ; la matière restante de la formation de la galaxie peut tomber au centre où le trou noir supermassif attend. Cependant, à de très grandes distances (et donc en les voyant quand l'Univers était jeune), nous n'en voyons pas autant que prévu. Soit nos modèles de luminosité qu'ils peuvent obtenir ne sont pas tout à fait corrects (donc les modèles très éloignés sont encore trop faibles pour être vus), soit la façon dont nous les recherchons est imparfaite.
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Partant de cette dernière hypothèse, une équipe d'astronomes a essayé quelque chose de différent . Habituellement, les couleurs d'un quasar le trahissent. Ils sont plus brillants à certaines couleurs que d'autres, donc l'utilisation de filtres lors de la prise d'images du ciel peut les détecter. Ils ont également tendance à paraître rouges en raison de divers phénomènes (par exemple, le matériau entre nous et eux absorbe la lumière bleue). Mais s'il y a une galaxie beaucoup plus proche de nous qui se trouve dans la même ligne de mire, cela peut rendre le quasar plus bleu, faisant croire au logiciel qu'il s'agit d'une galaxie normale.
En utilisant différents paramètres pour trouver des quasars distants, les astronomes ont examiné les données de divers observatoires qui ont étudié le ciel, créant des images suffisamment profondes pour trouver des quasars distants. C'est alors qu'ils ont trouvé J043.
Le quasar J043947.08+163415.7 (rouge) est extrêmement éloigné et sa lumière a été amplifiée par une galaxie intermédiaire (bleue) beaucoup plus proche de la Terre. Crédit: NASA, ESA et X. Fan (Université de l'Arizona)
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La distance qu'ils lui ont trouvée ( en utilisant son redshift ) est un chiffre stupéfiant de 12,8 milliards d'années-lumière — J043 brillait intensément moins d'un milliard d'années après la formation de l'Univers lui-même !
Mais c'est un problème. C'est trop lumineux. Même les quasars ne devraient pas devenir aussi brillants que J043. Ils ont décidé de continuer à creuser, en utilisant Hubble pour observer l'objet. Ce qu'ils ont trouvé avait soudain du sens : une faible trace d'une galaxie extrêmement proche de la position de J043. La gravité de cette galaxie intermédiaire courbe la lumière de J043 sur son chemin vers nous, un processus appelé lentille gravitationnelle . Cela peut avoir plusieurs effets sur la lumière du quasar, notamment la diviser en plusieurs images et l'agrandissement de sa luminosité.
Tout cela rend J043 très important pour les astronomes. C'est de loin l'objet le plus brillant jamais vu à cette distance, ce qui le rend plus facile à observer (mais pas du tout facile ; c'est encore assez faible dans le ciel). On ne comprend pas très bien comment des objets aussi jeunes peuvent avoir des trous noirs aussi massifs ; il faut du temps pour qu'ils deviennent énormes, et les hypothèses abondent sur la façon dont cela pourrait se produire .
De plus, la lumière que nous voyons de J043 a été émise à un moment spécial de la vie du jeune Univers, au cours d'une période appelée réionisation . C'est à ce moment-là que ces galaxies se sont allumées, réchauffant le gaz cosmique qui se refroidissait depuis le Big Bang. Il est difficile d'observer cette période de l'histoire cosmique, et J043 nous éclaire littéralement la voie. C'est une énorme aubaine pour les cosmologistes.
Oeuvre d'un quasar, une galaxie avec de la matière tourbillonnant autour d'un trou noir massif central et faisant exploser des faisceaux jumeaux de matière et d'énergie. Crédit: ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser
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De plus, le fait qu'il existe signifie qu'il peut y avoir plus d'objets comme celui-ci en attente d'être trouvés. C'est une bonne nouvelle. Premièrement, cela résout le mystère de la raison pour laquelle nous ne les voyons pas (ils sont là-bas, mais leurs couleurs nous ont trompés), et cela signifie également qu'une fois que nous commencerons à les trouver, nous pourrons sonder l'univers lointain. plus efficacement. Des télescopes plus grands seront utiles, comme James Webb (qui doit être lancé en 2020, nous l'espérons), ainsi que des télescopes plus petits qui observent différents types de lumière.
Quand j'étais enfant, en lisant des livres sur les quasars, le plus lointain connu était 3C273 , à quelques milliards d'années-lumière. C'était l'objet le plus éloigné connu. Nous connaissons maintenant des milliers de quasars, dont 150 sont distants de plus de 12 milliards d'années-lumière.
Il y en a encore tellement d'autres à trouver, y compris peut-être encore plus éloignés et plus lumineux que J043. Lorsque nous les trouverons, notre connaissance du jeune cosmos grandira encore plus.
* J'ai vu certaines sources citer un chiffre de 600 000 milliards, mais cela ne tient pas compte du grossissement de l'objectif, ce qui le rend plus lumineux qu'il ne l'est.
