Une galaxie survit à la voracité d’un trou noir en produisant, malgré tout, 100 étoiles par an

 

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Des astronomes ont trouvé une lointaine galaxie qui a réussi à continuer à créer de nouvelles étoiles malgré la présence d’un « quasar froid » (Cold quasar) qui fait rage en son sein. La découverte a été réalisée grâce au télescope aéroporté SOFIA qui, monté sur le côté d’un Boeing 747SP spécialement modifié et volant au-dessus du sommet des nuages, a pu observer la lumière infrarouge émise par la galaxie.

Image d’entête : représentation artistique de CQ 4479 illustrant le quasar froid qui fait rage au centre de la galaxie avec des poches de gaz froid et de poussière persistant sur les bords. De nouvelles étoiles brillent en bleu. ( NASA/ Daniel Rutter)

L’univers que nous observons aujourd’hui est submergé de galaxies qui ne sont plus capables de créer de nouvelles étoiles. Les astronomes pensent que la raison de cette stagnation est le fait des trous noirs supermassifs qui se trouvent au cœur de ces colossales structures cosmiques.

Pour que de nouvelles étoiles se forment, il faut qu’il y ait une abondance de poussière non liée et du gaz froid que l’on trouve dans les vastes nuages connus pour peupler l’espace interstellaire. Au fil du temps, l’attraction gravitationnelle et d’autres catalyseurs font que les matériaux qui forment ces pépinières stellaires se regroupent (accrétion), et finissent par s’unir pour former des étoiles et des systèmes solaires complets.

Cependant, les habitudes alimentaires voraces des trous noirs supermassifs peuvent perturber ce processus, voire le stopper complètement.

Lorsque la matière tombe vers l’intérieur du trou noir et se dépose dans un disque d’accrétion, elle commence à tourner plus vite et à briller énormément, libérant des quantités massives d’énergie sous forme de rayonnement électromagnétique. Lorsque cette accumulation se produit à une échelle vraiment gigantesque, le trou noir supermassif en question se transforme en quasar, les objets cosmiques les plus brillants que l’on connaisse dans l’univers.

Pendant cette phase de son existence, un quasar émettrait une quantité phénoménale d’énergie qui serait renvoyée dans la galaxie environnante, en réchauffant ou en expulsant une grande partie de la matière formant des étoiles froides qui y reste. En temps normal, cela paralyserait la capacité d’une galaxie à produire une nouvelle génération de corps stellaires.

Cependant, une nouvelle étude a révélé qu’une galaxie située à quelque 5,25 milliards d’années-lumière de la Terre, désignée CQ 4479, a pu résister à cette tempête, son trou noir central supermassif s’étant transformé en quasar, elle continue à produire de nouvelles étoiles.

Les auteurs de la nouvelle étude se sont appuyés sur les données infrarouges recueillies par le télescope de l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA). Monté dans un avion Boeing 747SP spécialement modifié et volant à haute altitude au-dessus des nuages, le télescope de 2,7 m a pu observer la galaxie lointaine tout en évitant 99 % de l’atmosphère terrestre bloquant l’infrarouge.

Le Boeing 747 transportant l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA). (NASA)

Le télescope a lu l’empreinte de la lumière infrarouge émanant de CQ 4479 afin de déterminer la quantité de poussière et de gaz interstellaires présents dans la galaxie qui était encore chauffée suite au processus de formation des étoiles.

Selon les données du SOFIA, le monstre qui se cache au cœur de CQ 4479 est un type rare de quasar connu sous le nom de quasar froid. C’est le terme donné lorsqu’un trou noir se transforme en quasar entouré de gaz froid, ne parvenant pas à éteindre complètement le rythme de naissance des étoiles de sa galaxie.

SOFIA semble avoir observé CQ 4479 pendant une brève période au cours de laquelle les étoiles peuvent encore se former, car l’effet perturbateur du festin du quasar fait rage avant que la galaxie ne succombe aux effets destructeurs de celui-ci. Les auteurs de l’étude estiment que la galaxie créait environ 100 nouvelles étoiles de la taille du Soleil par an à partir du moment où la lumière recueillie par le télescope volant a quitté sa source.

Selon Allison Kirkpatrick, professeur adjoint à l’université du Kansas (Etats-Unis) et coauteur de l’étude :

Cela nous montre que la croissance des trous noirs actifs n’arrête pas instantanément la naissance des étoiles, ce qui va à l’encontre de toutes les prédictions scientifiques actuelles. Cela nous amène à reconsidérer nos théories sur l’évolution des galaxies.

Les études de suivi menées par la prochaine génération d’observatoires spatiaux, tels que le télescope spatial James Webb, permettront à l’humanité de mieux comprendre comment les forces colossales libérées par les quasars affectent leurs galaxies.

L’étude publiée dans The Astrophysical Journal : Dying of the Light: An X-Ray Fading Cold Quasar at z ~ 0.405 et présentée sur le site de la NASA : Galaxy Survives Black Hole’s Feast – For Now.