Halos de matière noire mesurés autour d’anciens quasars

Mesurer la masse des DMH n’est pas facile ; c’est une substance notoirement très insaisissable, si substance est le bon mot à utiliser, étant donné que la nature réelle de la matière noire est inconnue. Nous savons seulement qu’il existe en raison de son impact gravitationnel sur les grandes structures telles que les galaxies. Ainsi, la matière noire ne peut être mesurée qu’en observant ses effets gravitationnels sur les objets. Cela inclut la façon dont il peut tirer sur quelque chose ou affecter son mouvement, ou par la lentille (déviation de la lumière) d’objets derrière une zone suspectée de matière noire.

Le défi devient plus grand à grande distance, étant donné la faiblesse de la lumière provenant de phénomènes plus lointains, et donc plus anciens. Mais cela n’a pas empêché le professeur Nobunari Kashikawa du Département d’astronomie et son équipe de tenter de répondre à une question de longue date en astronomie : comment naissent les trous noirs et comment se développent-ils ? Les chercheurs souhaitent particulièrement explorer ce phénomène en relation avec les trous noirs supermassifs, les plus grands, qui existent au cœur de chaque galaxie. Ceux-ci seraient très difficiles à étudier si certains n’étaient pas devenus si massifs qu’ils commençaient à produire des jets de matière ou des sphères de rayonnement incroyablement puissants qui, dans les deux cas, deviendraient ce que nous appelons des quasars. Celles-ci sont si puissantes que même à grande distance, nous pouvons désormais les observer grâce à des techniques modernes.

“Nous avons mesuré pour la première fois la masse typique des halos de matière noire entourant un trou noir actif dans l’univers il y a environ 13 milliards d’années”, a déclaré Kashikawa. “Nous constatons que la masse DMH des quasars est assez constante, à environ 10 000 milliards de fois la masse de notre soleil. De telles mesures ont été effectuées pour des DMH plus récents autour des quasars, et ces mesures sont étonnamment similaires à ce que nous observons pour des quasars plus anciens. Ceci est intéressant car cela suggère qu’il existe une masse DMH caractéristique qui semble activer un quasar, que cela se soit produit il y a des milliards d’années ou maintenant. »

À de grandes distances, les quasars semblent faibles, car la lumière qui les a quittés il y a longtemps s’est propagée, a été absorbée par la matière intermédiaire et a été étirée dans des longueurs d’onde infrarouges presque invisibles en raison de l’expansion de l’univers au fil du temps. Ainsi, Kashikawa et son équipe, dont le projet a débuté en 2016, ont utilisé plusieurs relevés du ciel intégrant une gamme d’instruments différents, le principal étant le télescope Subaru du Japon, situé dans l’État américain d’Hawaï.

“Les améliorations ont permis à Subaru de voir plus loin que jamais, mais nous pouvons en apprendre davantage en élargissant les projets d’observation à l’échelle internationale”, a déclaré Kashikawa. “L’observatoire américain Vera C. Rubin et même le satellite spatial Euclid, lancé par l’UE cette année, balayeront une plus grande zone du ciel et trouveront davantage de DMH autour des quasars. Nous pouvons construire une image plus complète de l’espace. relation entre les galaxies et les trous noirs supermassifs. Cela pourrait aider à éclairer nos théories sur la façon dont les trous noirs se forment et se développent.