Des astronomes, avec les données de la sonde WISE, ont répertorié 20 galaxies qui n’avaient pas encore été détectées et qui sont si lumineuses qu’elles appartiennent à une toute nouvelle classe d’objets. Parmi elles, une galaxie libère 10 000 fois plus d’énergie que la Voie lactée, même si elle est plus petite.
Il y a deux décennies, les astronomes ont tout d’abord décrit des "galaxies hyperlumineuses en infrarouge” ou HyLIRG pour Hyperluminous Infrared Galaxy. Ces galaxies brillent autant que 10 mille milliards de Soleil ou 10^13 L☉ où 1 L☉ est égale à la luminosité de notre Soleil. Mais comme une nouvelle étude le démontre maintenant, il y a des galaxies encore plus brillantes que les HyLIRG. Appelées “galaxies extrêmement lumineuses en infrarouge” ou ELIRG pour Extremely Luminous Infrared Galaxy, elles sont aussi brillantes que 100 mille milliards de Soleil (10^14 L☉) ou plus.
La nouvelle étude, dirigée par Chao-Wei Tsai du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, décrit 20 nouvelles ELIRG, avec ce qui est maintenant considéré comme la galaxie la plus brillante connue dans l’Univers. Ces galaxies très lumineuses étaient jusqu’ici indétectables en raison de leur extrême éloignement de la Terre et parce qu’elles sont voilées par d’épaisses couches de poussière qui convertissent leur lumière visible en infrarouge, mais grâce à WISE, ces galaxies peuvent enfin être observées.
La plus brillante, appelée WISE J224607.57-052635.0 et représentée dans l’image d’entête (NASA / JPL-Caltech) , est située à 12,5 milliards d’années-lumière de distance. Sa luminosité a été mesurée à 3×10^14 L☉ , ce qui est aussi brillant que 300 000 000 000 000 Soleils. En son centre réside un trou noir supermassif et vorace qui absorbe aussi le gaz environnant. Le disque orbital en résultant monte à des températures de millions de degrés, émettant des éclats de haute énergie, de lumière visible, ultraviolet et des rayons X. Toute cette lumière se heurte à une couche de poussière qui, après avoir chauffé, émet une lumière rouge infrarouge détectable.
L’étude annonçant la découverte de la galaxie présente également trois hypothèses afin d’expliquer pourquoi le trou noir aurait pris une telle envergure. La plus simple : il est né ainsi. Ce modèle implique que les “embryons” de trous noirs pourraient tout simplement être plus grands que l’on ne le pensait possible.
Alternativement, les trous noirs supermassifs, résidant au cœur de ces galaxies, surpasseraient la limite théorique pour l’alimentation d’un trou noir, selon la NASA :
La pression de la lumière pousse le gaz au loin, limitant la vitesse à laquelle le trou noir absorbe la matière. Si un trou noir brise cette limite, il pourrait théoriquement se goinfrer un rythme effréné. Les trous noirs ont déjà été observés dépasser cette limite; cependant, le trou noir dans l’étude aurait dû briser à plusieurs reprises cette limite pour autant se développer.
Alternativement, les trous noirs pourraient simplement plier cette limite.
Selon Tsai, l’autre façon pour qu’un trou noir se développe autant est d’être passé par une crise de boulimie soutenue, consommant de la matière plus rapidement qu’on ne le pensait. Cela peut arriver si le trou noir ne tourne pas trop vite.
Si un trou noir tourne assez lentement, il ne repoussera pas son repas pour autant. En fin de compte, un trou noir qui tourne lentement peut engloutir plus de matière qu’un trou noir rapide.
Pour le coauteur de l’étude, Andrew Blain de l’université de Leicester au Royaume-Uni :
C’est comme de gagner un concours de mangeur de hot-dog qui dure sur des centaines de millions d’années.
Davantage de recherches seront nécessaires pour résoudre ce mystère céleste.
L’étude publiée sur arXiv : The Most Luminous Galaxies Discovered by WISE et présentée sur le site de la NASA : NASA’s WISE Spacecraft Discovers Most Luminous Galaxy in Universe.
