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Récemment, grâce au réseau d’antennes millimétriques de l’Atacama (ALMA) et au télescope Subaru, des astronomes ont découvert une paire de galaxies riches en gaz en fusion qui existaient il y a 12,8 milliards d’années. Ces galaxies, qui abritent de faibles quasars, pourraient être les ancêtres des quasars les plus brillants et les plus massifs de l’Univers primitif. Explications.
Les quasars sont des objets brillants alimentés par de la matière tombant dans un trou noir supermassif au centre d’une galaxie dans l’Univers primitif. D’après les scientifiques, lorsque deux galaxies riches en gaz fusionnent pour former une seule galaxie plus grande, l’interaction gravitationnelle des deux galaxies provoque une chute de gaz vers le trou noir supermassif dans l’une ou les deux galaxies. Cela provoque une activité de quasar.
Afin de tester cette théorie, le Dr Takuma Izumi de l’Observatoire astronomique national du Japon a utilisé ALMA pour étudier la première paire connue de quasars proches. Les résultats de son travail sont publiés dans l’Astrophysical Journal. « Situé à environ 12,8 milliards d’années-lumière, correspondant à l’ère de l’Aube cosmique, lorsque l’Univers n’avait que 900 millions d’années, il s’agit de l’enregistrement le plus éloigné d’une telle paire de quasars. En raison de leur faible luminosité, nous pensions que ces objets étaient en phase de pré-fusion, avant la croissance rapide des trous noirs supermassifs. »
L’astronome ajoutant : « Cependant, les observations du télescope Subaru n’ont pu fournir des informations que sur les trous noirs supermassifs centraux, laissant sans réponse la question de savoir si les galaxies hôtes étaient destinées à fusionner et à se transformer en quasars à haute luminosité. Dans une prochaine étape, nous avons effectué des observations des galaxies hôtes de ces paires de quasars à l’aide du radiotélescope ALMA. Les résultats ont été étonnants : la distribution de la matière interstellaire observée et la nature de leur mouvement indiquaient que ces galaxies interagissaient. Ils sont sans aucun doute sur le point de fusionner en une seule galaxie sous peu. De plus, les calculs effectués à partir des données d’observation ont révélé que la masse totale de gaz de ces galaxies (environ 100 milliards de fois la masse du Soleil) est comparable, voire supérieure aux masses de gaz des galaxies hôtes de la plupart des quasars à haute luminosité, dont les noyaux sont extraordinairement brillants. Avec cette énorme quantité de matière, la formation explosive d’étoiles après la fusion et l’alimentation des trous noirs supermassifs devrait être facilement déclenchée et maintenue. »
Ces découvertes récentes sont le signe d’une avancée significative dans l’identification des ancêtres des quasars à haute luminosité et des galaxies de formation d’étoiles, notamment en ce qui concerne leur structure, leur mouvement et la quantité de matière interstellaire.
Par ailleurs, le télescope James-Webb a aussi capturé des images d’une fusion galactique.