La galaxie change de classification alors que le jet change de direction

PBC J2333.9-2343, située à 656 844 372 années-lumière, a maintenant été classée comme une radiogalaxie géante de 4 millions d’années-lumière de diamètre et qui possède un blazar en son cœur ; un blazar est un noyau galactique actif (AGN) avec un jet relativiste (un jet voyageant près de la vitesse de la lumière) dirigé vers un observateur. Les blazars sont des objets à très haute énergie et sont considérés comme l’un des phénomènes les plus puissants de l’univers. La recherche a révélé que dans PBC J2333.9-2343, le jet a radicalement changé de direction d’un angle allant jusqu’à 90 degrés, passant d’être dans le plan du ciel, perpendiculaire à notre ligne de visée, à pointer directement vers nous .

Un jet blazar est constitué de particules chargées élémentaires comme des électrons ou des protons qui se déplacent à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Ceux-ci se déplacent en cercles autour d’un champ magnétique puissant, provoquant l’émission de rayonnement sur tout le spectre électromagnétique. Dans PBC J2333.9-2343, on pense que le jet provient du ou à proximité du trou noir supermassif en son centre.

Avec le jet pointant dans notre direction, l’émission est fortement augmentée et peut facilement dépasser celle provenant du reste de la galaxie. Cela entraîne à son tour des éruptions de haute intensité plus fortes que celles provenant d’autres radiogalaxies, modifiant ainsi sa catégorisation.

L’orientation des jets vers nous détermine la classification d’une galaxie. Lorsque deux jets pointent vers le plan du ciel, ils sont classés comme une radio galaxie, mais si l’un des jets pointe vers nous, alors l’AGN de ​​la galaxie est connu comme un blazar. Avec des jets dans le plan du ciel et un dirigé vers nous, PBC J2333.9-2343 a été reclassé comme une radio galaxie avec un blazar en son centre.

Des changements dans la direction des jets ont été décrits dans le passé, par exemple avec des radiogalaxies en forme de X. C’est la première fois qu’un tel phénomène est observé alors qu’il ne suggère pas la présence de deux phases différentes d’activité des jets à partir de sa morphologie observée aux radiofréquences — le changement de direction semble avoir eu lieu dans la même explosion nucléaire provenant de l’AGN.

Pour en savoir plus sur cette mystérieuse galaxie, les astronomes ont dû l’observer sur une large gamme du spectre électromagnétique. Le PBC J2333.9-2343 a été observé avec des télescopes radio, optiques, infrarouges, à rayons X, ultraviolets et à rayons gamma. Les données ont été obtenues du radiotélescope allemand Effelsberg de 100 m à l’Institut Max Planck de radioastronomie, du télescope optique SMARTS de 1,3 m de l’Université de Yale et de l’observatoire Penn State Neil Gehrels Swift.

L’équipe a ensuite comparé les propriétés de PBC J2333.9-2343 avec de grands échantillons de galaxies blazars et non blazars fournis par le projet ALeRCE (Apprentissage automatique pour la classification rapide des événements) au Chili avec les données du Zwicky Transient Facility (ZTF) et le système de dernière alerte d’impact terrestre d’astéroïdes (ATLAS).

En utilisant les données d’observation, l’équipe a conclu que cette galaxie a un blazar brillant au centre, avec deux lobes dans les zones extérieures du jet. Les lobes observés sont liés aux anciens jets et ne sont plus alimentés par l’émission du noyau, ces lobes sont donc des reliques de l’activité radio passée. L’AGN n’entraîne plus les lobes comme on le voit dans les radiogalaxies typiques.

L’équipe ne sait pas encore ce qui a causé le changement radical de direction des jets. Ils spéculent qu’il pourrait s’agir d’un événement de fusion avec une autre galaxie ou tout autre objet relativement grand, ou d’une forte poussée d’activité dans le noyau galactique après une période de dormance.

Le Dr Lorena Hernández-García, auteur principal de l’article et chercheur au Millenium Institute of Astrophysics, déclare : « Nous avons commencé à étudier cette galaxie car elle présentait des propriétés particulières. Notre hypothèse était que le jet relativiste de son trou noir supermassif avait changé de direction. , et pour confirmer cette idée, nous avons dû effectuer de nombreuses observations.”

Elle ajoute : “Le fait que nous voyons que le noyau n’alimente plus les lobes signifie qu’ils sont très vieux. Ce sont les reliques d’une activité passée, alors que les structures situées plus près du noyau représentent des jets plus jeunes et actifs.”