Quasars enveloppés par des galaxies Starburst

De nouvelles recherches ont révélé que les quasars, les centres lumineux des galaxies, peuvent être cachés par les galaxies mêmes qu’ils habitent. Cela contredit la vieille croyance selon laquelle la lueur d’un quasar n’est atténuée que par un anneau de poussière environnant, apportant un nouvel éclairage sur l’évolution des galaxies et de leurs trous noirs centraux.

Une nouvelle étude révèle que les trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies, appelés quasars, peuvent parfois être obscurcis par des nuages ​​denses de gaz et de poussière dans leurs galaxies hôtes.

Cela remet en question l’idée dominante selon laquelle les quasars ne sont masqués que par des anneaux de poussière en forme de beignet situés à proximité immédiate du trou noir.

Nouveaux résultats de recherche

Les quasars sont des objets extrêmement brillants alimentés par des trous noirs se gorgeant de la matière environnante. Leur puissant rayonnement peut être bloqué si d’épais nuages ​​s’interposent entre nous et le quasar.

Les astronomes ont longtemps pensé que cette matière obscurcissante n’existait que dans l’environnement immédiat du quasar, dans un « tore poussiéreux » (ou beignet) qui l’entoure.

Aujourd’hui, une équipe de scientifiques dirigée par l’Université de Durham a découvert que dans certains quasars, l’obscurcissement est entièrement causé par la galaxie hôte dans laquelle réside le quasar.

Illustration des sources d’obscurcissement. Les nuages ​​orange représentent la poussière et le gaz proches du trou noir central, et les nuages ​​bleus avec des étoiles représentent la poussière et le gaz de la galaxie formant les étoiles. Le dégradé de couleur bleue représente la quantité de gaz et de poussière dans la galaxie, de petite (transparente) à grande (opaque) quantité de gaz et de poussière. Crédit : Université de Durham

À l’aide du réseau ALMA (Atacama Large Millimeter Array) au Chili, ils ont observé un échantillon de quasars très poussiéreux avec des taux de formation d’étoiles intenses. Ils ont découvert que bon nombre de ces quasars vivent dans des galaxies très compactes, appelées « galaxies en étoile », d’un diamètre ne dépassant pas 3 000 années-lumière.

Ces galaxies en étoile peuvent former plus de 1 000 étoiles comme le Soleil par an. Pour former un si grand nombre d’étoiles, la galaxie a besoin d’une énorme quantité de gaz et de poussière, qui sont essentiellement les éléments constitutifs des étoiles.

Dans de telles galaxies, les nuages ​​de gaz et de poussière soulevés par la formation rapide d’étoiles peuvent s’accumuler et masquer complètement le quasar.

Implications de la découverte

L’étude complète a été publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : lettres.

L’auteur principal de l’étude, Carolina Andonie, doctorante au Centre d’astronomie extragalactique de l’Université de Durham, a déclaré : « C’est comme si le quasar était enterré dans sa galaxie hôte.

« Dans certains cas, la galaxie environnante est tellement remplie de gaz et de poussière que même les rayons X ne peuvent pas s’en échapper.

“Nous avons toujours pensé que le beignet poussiéreux autour du

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>trou noir était la seule chose qui cachait le quasar à la vue. Nous réalisons maintenant que la galaxie entière peut y participer.

“Ce phénomène ne semble se produire que lorsque le quasar subit une intense poussée de croissance.”

L’équipe estime que dans environ 10 à 30 % des quasars à formation d’étoiles très rapide, la galaxie hôte est seule responsable de l’obscurcissement du quasar.

Les résultats fournissent de nouvelles informations sur le lien entre la croissance des galaxies et l’activité des trous noirs.

Les quasars obscurcis pourraient représenter un stade précoce de l’évolution, lorsque les jeunes galaxies sont riches en gaz froids et en poussière, alimentant des taux élevés de formation d’étoiles et de croissance de trous noirs.

Le co-auteur de l’étude, le professeur David Alexander de l’Université de Durham, a déclaré : « C’est une phase d’évolution turbulente et désordonnée, lorsque le gaz et les étoiles entrent en collision et se regroupent au centre de la galaxie.

“Le combat alimentaire cosmique enveloppe le bébé quasar dans son cocon de poussière natal.”

La découverte de ces quasars enfouis aidera les scientifiques à comprendre le lien entre les galaxies et les trous noirs supermassifs situés en leur cœur.

Référence : « Obscuration au-delà du noyau : les quasars infrarouges peuvent être enterrés dans des étoiles extrêmement compactes » par Carolina Andonie, David M Alexander, Claire Greenwell, Annagrazia Puglisi, Brivael Laloux, Alba V Alonso-Tetilla, Gabriela Calistro Rivera, Chris Harrison, Ryan C Hickox, Melanie Kaasinen, Andrea Lapi, Iván E López, Grayson Petter, Cristina Ramos Almeida, David J Rosario, Francesco Shankar et Carolin Villforth, 6 octobre 2023, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : lettres.
DOI : 10.1093/mnrasl/slad144