À l’aide du télescope spatial Hubble, une équipe d’astronomes a utilisé une technique délicate pour découvrir une galaxie insaisissable vieille de 11 milliards d’années. Au lieu d’observer la lumière émise par ce royaume, ils regardèrent la lumière qu’il absorbait.
Tout comme nous voyons une ampoule à travers la lumière qu’elle émet, les astronomes observent généralement les galaxies à travers la lumière émise par leurs étoiles. Galaxies émettent des ondes lumineuses que l’on retrouve sur l’ensemble spectre électromagnétiqueet différents télescopes sont capables d’observer ces objets cosmiques dans différentes longueurs d’onde de lumière pour former une image complète.
Mais lorsqu’une galaxie se trouve dans la même ligne de mire qu’une autre source de lumière vive, plus éloignée, il existe une autre façon de faire ces observations galactiques. Par exemple, lorsque la lumière traverse une galaxie d’arrière-plan jusqu’à une galaxie de premier plan, le gaz et la poussière de la galaxie de premier plan absorberont certaines des longueurs d’onde de l’arrière-plan. Et comme les éléments chimiques absorbent la lumière à des longueurs d’onde spécifiques, la recherche de lacunes dans le rendement lumineux (ou spectres) d’une source de fond peut indiquer aux astronomes par où cette lumière est passée avant d’atteindre nos télescopes. En d’autres termes, la lumière de ces « trous » aurait été absorbée par un objet au premier plan alors qu’il se dirigeait vers notre point d’observation.
Une source de référence potentiellement utile pour cette technique est quasarsce sont des cœurs galactiques extrêmement brillants alimentés par des trous noirs supermassifs qui émettent des jets de rayonnement et de matière alors qu’ils se régalent de la matière environnante.
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“Pour trouver des galaxies absorbantes, nous recherchons d’abord des quasars particulièrement rouges”, explique Johan Fynbo, astronome au Cosmic Dawn Center. a déclaré dans un communiqué. “Comme la poussière d’étoile a tendance à absorber la lumière bleue mais pas la rouge, le quasar deviendra rouge s’il y a une galaxie poussiéreuse au premier plan.”
Lui et son équipe ont découvert plusieurs galaxies absorbantes en analysant la lumière des quasars rouges, mais une fois cela fait, ils sont confrontés à une tâche bien plus difficile : rechercher la lumière émise par la galaxie absorbante elle-même.
Une luciole sur un phare cosmique
Lorsque les quasars sont situés directement derrière une galaxie, ils ont tendance à déformer notre vision des galaxies du premier plan en raison de leur immense luminosité. À tel point qu’ils submergent essentiellement la lumière combinée de toutes les étoiles d’une galaxie entière.
Cela fait que repérer une galaxie absorbante avec sa propre puissance lumineuse s’apparente à essayer de repérer une luciole perchée sur une lampe de phare alors qu’elle est sur terre. Bien que cela puisse paraître un défi trop intimidant pour beaucoup, Fynbo et ses collègues l’apprécient.
Malheureusement, les scientifiques n’ont pas encore identifié la lumière provenant de leur galaxie absorbante récemment découverte, vieille de 11 milliards d’années, mais les modèles d’absorption révélés par cet objet sont remarquables. La galaxie, vue telle qu’elle était lorsque notre univers vieux de 13,8 milliards d’années n’avait que 3 milliards d’années environ, absorbe plus de lumière que d’autres galaxies trouvées de manière similaire. Cela signifie qu’il s’agit probablement d’une galaxie plus mature, comme celle-ci. voie Lactée.
“Les caractéristiques que nous avons trouvées dans la lumière manquante nous renseignent sur la poussière dans la galaxie du premier plan”, a déclaré Lise Christensen, membre de l’équipe de découverte et astronome au Cosmic Dawn Center, dans le communiqué. “En fait, la poussière ressemble à la poussière que nous voyons localement dans la Voie Lactée et dans l’une de nos galaxies voisines.”
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L’équipe a également pu déterminer que la galaxie possède un homologue brillant. Cette galaxie qui semble naître étoiles se déplace rapidement si près de la galaxie absorbante que l’équipe pense également que les deux sont probablement liés gravitationnellement. Cela signifie qu’à un moment donné après avoir été repérées, les deux galaxies ont probablement formé un groupe de galaxies similaire au groupe local contenant la Voie Lactée.
Fynbo envisage de visiter à nouveau cette région chambre avec d’autres instruments, dont le télescope optique nordique de La Palma, pour rechercher d’autres membres de ce groupe galactique dans l’espoir de pouvoir voir la galaxie absorbante elle-même émettant de la lumière.
“Cela rend les galaxies encore plus intéressantes à étudier”, a conclu l’astronome.
Les recherches de l’équipe ont été acceptées pour publication dans la revue Astronomy & Astrophysics. En attendant, une version pré-revue par les pairs est disponible sur le référentiel de recherche arXiv.