Découvertes des Blazars les plus extrêmes de l’univers

En dépit de leur jeunesse, ces blazars abritent les trous noirs les plus massifs connus jusqu’à ce jour selon Roopesh Ojha, un astronome au Goddard Space Flight Center de la NASA. Le fait qu’ils se soient développés dans un univers très jeune défie les hypothèses sur la formation et l’évolution des trous noirs supermassifs. Ojha a présenté ses découvertes pendant une réunion de l’American Physical Society et un papier qui sera publié dans la revue The Astrophysical Journal Letters.

Les Blazars constituent la moitié des sources en rayon gamma qui sont détectées par le LAT (Large Area Telescope) de Fermi. Les astronomes pensent que leurs émissions à haute énergie sont alimentées par de la matière qui est chauffée et pulvérisée lorsqu’elle tombe dans un disque d’accrétion d’un trou noir supermassif ayant une masse d’un milliard et plus de fois que celle du soleil. Une petite partie de cette matière est redirigée vers un jet de particules qui est propulsé dans les directions opposées à une vitesse quasiment proche de celle de la lumière. Les Blazars sont lumineux dans toutes les formes de lumière incluant le rayonnement gamma, qui est la forme de lumière la plus énergétique possible. On peut les voir quand un de leurs jets est pointé directement vers nous.

Auparavant, les blazars les plus distants émettaient leur lumière quand l’univers avait 2,1 milliards d’années. Les précédentes observations ont montré que ces blazars distants émettaient leur lumière à des énergies entre la fourchette détectée par le LAT et les satellites en rayon X et c’était donc très difficile de les détecter.

Mais en 2015, l’équipe de Fermi a publié une nouvelle analyse complète de toutes les données de LAT. Cette nouvelle analyse était tellement plus sensible qu’on peut le comparer à un nouvel instrument. Cela a permis de découvrir des Blazars beaucoup plus lointains.

Les chercheurs ont commencé leur recherche dans un catalogue de 1,4 million de quasars qui est un type de galaxie proche du Blazar. Étant donné que seules les sources les plus lumineuses peuvent être détectées à de grandes distances cosmiques, les chercheurs ont éliminé tous les objets sauf ceux qui étaient les plus brillants dans les longueurs d’onde radios. Avec un échantillon final de 1 100 objets, les scientifiques ont examiné les données de LAT avec une identification formelle de 5 blazars en rayon gamma.

Exprimé en décalage vers le rouge, la principale mesure dans les profondeurs du cosmos, les nouveaux Blazars possèdent un décalage vers le rouge de 3,3 à 4,31 ce qui signifie que la lumière que nous détectons aujourd’hui a été émise lorsque l’univers avait de 1,9 milliard à 1,4 milliard d’années. Une fois que nous avons trouvé ces sources, nous avons collecté toutes les données en longueurs d’onde multiples et nous avons déterminé les propriétés telles que la masse du trou noir, la luminosité du disque d’accrétion et la puissance du jet selon un membre de l’équipe.

2 des blazars possèdent des trous noirs avec une masse d’un milliard à celle du soleil. Tous les objets possèdent des disques d’accrétion très lumineux qui émettent une énergie supérieure à 2 billions de fois à celle de notre soleil. Cela signifie que la matière tombe continuellement dedans, s’amasse sous forme de disque et se réchauffe avant de tomber dans le trou noir. La principale question est comment ces trous noirs gigantesques ont-ils pu se former dans un univers aussi jeune selon Gasparrini qui est l’un des chercheurs. Et on a juste détecté le sommet de l’iceberg, car il y a toute une population de galaxies en rayon gamma qui reste à découvrir.

Source : NASA

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