Les scientifiques ont peut-être résolu un mystère vieux de 60 ans en découvrant que les quasars – des objets énergétiques alimentés par des supermassifs voraces trous noirs et peut éclipser des billions d’étoiles combinées – se forment lorsque les galaxies entrent en collision et fusionnent.
Les découvertes indiquent que la Voie lactée pourrait héberger son propre quasar lorsqu’elle entrera en collision avec la galaxie voisine d’Andromède dans plusieurs milliards d’années.
Les scientifiques ont déjà suivi les émissions lumineuses et énergétiques des quasars dans les régions au cœur des galaxies qui s’étendent à peu près sur la largeur du système solaire, ce qui signifie que les quasars doivent provenir d’objets incroyablement compacts. La théorie principale suggère que les quasars sont des trous noirs supermassifs chauffant d’énormes quantités de gaz environnant, libérant ainsi d’énormes quantités de rayonnement avant que le matériau ne tombe à la surface du trou noir.
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Depuis leur découverte il y a six décennies, les quasars ont intrigué les scientifiques, principalement parce qu’on ne sait pas exactement comment les trous noirs supermassifs peuvent attirer suffisamment de matière première pour alimenter des émissions aussi puissantes. Alors que les trous noirs supermassifs habitent au centre de la plupart des galaxies, le gaz nécessaire pour alimenter les quasars a tendance à orbiter à la périphérie des galaxies. Ainsi, il doit y avoir un service de livraison qui déplace le gaz vers le cœur des galaxies.
Maintenant, de nouvelles recherches publiées dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society utilise les observations d’imagerie profonde du télescope Isaac Newton dans les îles Canaries espagnoles pour enfin résoudre ce casse-tête.
« Pour comprendre comment les quasars sont allumés, nous devons déterminer comment le gaz peut tomber au centre des galaxies hôtes à des taux suffisamment élevés », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Clive Tadhunter, professeur au Département de physique et d’astronomie de l’Université de Sheffield au Royaume-Uni, a déclaré à Live Science par e-mail. « Une idée est que la chute radiale nécessaire est causée par des collisions entre galaxies, dont les forces gravitationnelles associées peuvent perturber le gaz de ses orbites circulaires habituelles. »
En comparant 48 galaxies proches hébergeant des quasars à 100 galaxies non-quasars, les chercheurs ont découvert la présence de structures déformées aux bords des galaxies hébergeant des quasars. Ces structures indiquent également une collision et une fusion passées ou en cours avec une autre galaxie, a déclaré Tadhunter.
« Nous avons trouvé un taux élevé de telles structures dans les galaxies hébergeant des quasars, trois fois celui mesuré pour un échantillon de contrôle soigneusement adapté de galaxies non-quasars qui ont été imagées avec les mêmes techniques », a déclaré Tadhunter. « Cela fournit des preuves solides que les quasars sont effectivement déclenchés dans les collisions de galaxies. »
Les recherches de l’équipe ne sont pas la première fois que des fusions galactiques sont liées à des quasars. Tadhunter a toutefois souligné que les tentatives de tester cette hypothèse en recherchant des structures déformées dans les parties extérieures des galaxies caractéristiques de telles collisions s’étaient auparavant avérées ambiguës.
« Certaines études ont trouvé les structures attendues mais d’autres non », a-t-il poursuivi. « Nous pensons qu’une grande partie de l’ambiguïté passée dans ce domaine est due au fait que de nombreuses études d’imagerie précédentes n’avaient pas une profondeur suffisante pour détecter les structures déformées parfois faibles dans les parties extérieures des galaxies qui hébergent les quasars. »
Les quasars peuvent avoir une grande influence sur l’évolution des galaxies qui les hébergent ; mieux comprendre comment les quasars s’enflamment pourrait aider les scientifiques à affiner leurs modèles d’évolution des galaxies et de l’évolution de l’univers dans son ensemble.
« Il est important de comprendre comment, quand et où les quasars sont déclenchés, car une fois déclenchés, l’énorme puissance radiative générée par un quasar peut avoir un effet majeur et dommageable sur la galaxie hôte environnante », a déclaré Tadhunter. « Par exemple, la pression du rayonnement peut expulser le gaz restant dans le système de galaxies restantes. Puisque le gaz est nécessaire pour former de nouvelles étoiles, cela va couper toute future formation d’étoiles activité, effectivement l’agonie de la galaxie. »
Tadhunter a également souligné que la compréhension du lien entre les collisions galactiques et les quasars est essentielle pour déterminer l’avenir de notre propre coin du cosmos.
« La grande galaxie la plus proche – la spirale d’Andromède – vient directement vers nous à grande vitesse, et entrera en collision et fusionnera avec la Voie lactée dans environ 5 milliards d’années », a-t-il déclaré. « Lorsque cela se produit, il est probable qu’un quasar se déclenche alors que le gaz tombe au centre du système restant. »
L’équipe a l’intention de poursuivre cette recherche en examinant d’autres quasars qui se trouvent à une plus grande gamme de distances et qui ont été détectés à l’aide d’autres méthodes, pour voir s’ils ont les mêmes caractéristiques qui les relient aux collisions galactiques.
