Les physiciens iraent-ils chercher dans les astres les phénomènes inconnus que la pratique du labo ne ler offre plu ????
Jugez en par vous-mêmes avec :’’ Unknown structure in
galaxy revealed by high contrast imaging
by Alma Observatory
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‘’Structure inconnue dans la galaxie
révélée par une imagerie à contraste élevé’’
par l'Observatoire d'Alma
PHOTO/Vue d'artiste d'une galaxie
géante avec un jet à haute énergie. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Grâce à l'obtention d'une gamme
dynamique d'imagerie élevée, une équipe d'astronomes au Japon a découvert pour
la première fois une faible émission radio couvrant une galaxie géante avec un
trou noir énergétique en son centre. L'émission radio provient du gaz créé
directement par le trou noir central. L'équipe espère comprendre comment un
trou noir interagit avec sa galaxie hôte en appliquant la même technique à
d'autres quasars.
3C273, qui se trouve à une distance
de 2,4 milliards d'années-lumière de la Terre, est un quasar. Un quasar est le
noyau d'une galaxie censée abriter un trou noir massif en son centre, qui avale
la matière environnante, dégageant un énorme rayonnement. Contrairement à son
nom fade, 3C273 est le premier quasar jamais découvert, le plus brillant et le
mieux étudié. C'est l'une des sources les plus fréquemment observées avec les
télescopes car elle peut servir d'étalon de position dans le ciel : autrement
dit, 3C273 est un radiophare.
Lorsque vous voyez le phare d'une
voiture, la luminosité éblouissante rend difficile votre vision de l'environnement plus sombre.
La même chose arrive aux télescopes lorsque vous observez des objets brillants.
La plage dynamique est le contraste entre les tons les plus brillants et les
plus sombres d'une image. Vous avez besoin d'une plage dynamique élevée pour
révéler à la fois les parties claires et sombres d'un seul coup de télescope.
ALMA peut régulièrement atteindre des plages dynamiques d'imagerie jusqu'à
environ 100, mais les appareils photo numériques disponibles dans le commerce
ont généralement une plage dynamique de plusieurs milliers. Les radiotélescopes
ne sont pas très bons pour voir des objets avec un contraste important.
3C273 est connu depuis des décennies
comme le quasar le plus célèbre, mais les connaissances se sont concentrées sur
ses noyaux centraux brillants, d'où proviennent la plupart des ondes radio.
Cependant, on en sait beaucoup moins sur sa galaxie hôte elle-même, car la
combinaison de la galaxie faible et diffuse avec le noyau 3C273 nécessitait des
plages dynamiques aussi élevées pour être détectée. L'équipe de recherche a
utilisé une technique appelée auto-étalonnage pour réduire la fuite d'ondes
radio du 3C273 vers la galaxie, qui a utilisé le 3C273 lui-même pour corriger
les effets des fluctuations atmosphériques de la Terre sur le système de
télescope. Ils ont atteint une gamme dynamique d'imagerie de 85000, un record
ALMA pour les objets extragalactiques.
Grâce à l'obtention d'une plage
dynamique d'imagerie élevée, l'équipe a découvert la faible émission radio
s'étendant sur des dizaines de milliers d'années-lumière au-dessus de la galaxie
hôte de 3C273. L'émission radio autour des quasars suggère généralement une
émission synchrotron, qui provient d'événements hautement énergétiques tels que
des rafales de formation d'étoiles ou des jets ultra-rapides émanant du noyau
central. Un jet synchrotron existe également dans 3C273, visible en bas à
droite des images. Une caractéristique essentielle de l'émission synchrotron
est que sa luminosité change avec la fréquence, mais la faible émission radio
découverte par l'équipe avait une luminosité constante quelle que soit la
fréquence radio. Après avoir examiné des mécanismes alternatifs, l'équipe a
découvert que cette émission radio faible et étendue provenait de l'hydrogène
gazeux de la galaxie alimenté directement par le noyau 3C273. C'est la première
fois que des ondes radio provenant d'un tel mécanisme s'étendent sur des
dizaines de milliers d'années-lumière dans la galaxie hôte d'un quasar. Les
astronomes avaient négligé ce phénomène pendant des décennies dans ce phare
cosmique emblématique.
Alors pourquoi cette découverte
est-elle si importante ? C'est un grand mystère en astronomie galactique de
savoir si l'énergie d'un noyau de quasar peut être suffisamment forte pour
priver la galaxie de la capacité de former des étoiles. La faible émission
radio peut aider à le résoudre. L'hydrogène gazeux est un ingrédient essentiel
dans la création d'étoiles, mais si une lumière si intense brille dessus que le
gaz est désassemblé (ionisé), aucune étoile ne peut naître. Pour étudier si ce
processus se produit autour des quasars, les astronomes ont utilisé la lumière
optique émise par le gaz ionisé. Le problème de travailler avec la lumière
optique est que la poussière cosmique absorbe la lumière le long du chemin vers
le télescope, il est donc difficile de savoir quelle quantité de lumière le gaz
dégage.
De plus, le mécanisme responsable de
l'émission de la lumière optique est complexe, obligeant les astronomes à faire
beaucoup d'hypothèses. Les ondes radio découvertes dans cette étude proviennent
du même gaz grâce à des processus simples et ne sont pas absorbées par la
poussière. L'utilisation d'ondes radio facilite grandement la mesure du gaz
ionisé créé par le noyau du 3C273. Dans cette étude, les astronomes ont
découvert qu'au moins 7% de la lumière de 3C273 était absorbée par le gaz de la
galaxie hôte, créant un gaz ionisé représentant 10 à 100 milliards de fois la
masse du soleil. Cependant, 3C273 avait beaucoup de gaz juste avant la
formation des étoiles, donc dans l'ensemble, il ne semblait pas que la
formation d'étoiles ait été fortement supprimée par le noyau.
"Cette découverte offre une
nouvelle voie pour étudier les problèmes précédemment abordés à l'aide
d'observations par lumière optique", explique Shinya Komugi, professeur
agrégé à l'Université Kogakuin et auteur principal de l'étude publiée dans The
Astrophysical Journal. "En appliquant la même technique à d'autres
quasars, nous espérons comprendre comment une galaxie évolue à travers son interaction
avec le noyau central xxxxxxxxxxxx Explore further
Astronomers
detect a new radio source of unknown origin
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information: Shinya Komugi et al, Detection of Extended Millimeter Emission in
the Host Galaxy of 3C 273 and Its Implications for QSO Feedback via High
Dynamic Range ALMA Imaging, The Astrophysical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac616e
Journal information: Astrophysical
Journal
Provided by Alma Observatory
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Mon commentaire :Voilà un
article qui montre les difficultés à se contenter de l’observation unique
des frequences visibles et l’
apport des radio- télescopes … Ceci dit
ces phénomènes diffus
sont souvent cachés par l’influence
des poussières intergalactiques dans
leur voyages vers nos yeux ……
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