Image du télescope spatial Hubble de J1148 + 5251. Windhorst, Arizona State University
Les quasars ont été les balises les meilleures et les plus faciles à observer pour les astronomes afin de sonder l'Univers lointain, et l'un des quasars les plus éloignés et les plus brillants est un peu surprenant. Les astronomes qui étudient une galaxie éloignée, surnommée J1148 + 5251 et qui contient un quasar brillant, ne voient que le quasar et non la galaxie hôte elle-même. On a pensé que le quasar se nourrissait d'une poignée d'étoiles chaque année afin de grossir jusqu'à sa taille de trois milliards de masses solaires en seulement quelques centaines de millions d'années. Mais où sont toutes les étoiles?
Probablement, le quasar n'a pas fait une frénésie alimentaire et a tout mangé en vue! Mais il se peut qu'il mange en catimini. Les vues dans le proche infrarouge avec la caméra grand champ 3 du télescope spatial Hubble ne fournissent que des indices de ce qui pourrait se produire: la galaxie est tellement enveloppée de poussière qu'aucune lumière des étoiles ne peut être vue; seul le quasar brillant et criard brille à travers. Le nombre d'étoiles que ce quasar mange est maintenant incertain, car le carnage a lieu sous couverture.
Alors que la plupart des premières galaxies ne contiennent pratiquement pas de poussière - le premier univers était sans poussière jusqu'à ce que la première génération d'étoiles commence à produire de la poussière par fusion nucléaire - les observations submillimétriques précédentes ont montré que cette galaxie contient de grandes quantités de poussière, ce qui est aussi un peu un mystère .
Alors, comment cela pourrait-il arriver?
L'impression d'artiste d'un des quasars les plus éloignés, les plus anciens et les plus brillants jamais vus est cachée derrière la poussière. La poussière cache également la vue de la galaxie sous-jacente d'étoiles dans laquelle le quasar est vraisemblablement intégré. (Crédit: NASA / ESA / G.Bacon, STScI)
«Si vous voulez cacher les étoiles avec de la poussière, vous devez faire beaucoup d'étoiles massives de courte durée qui perdent leur masse à la fin de leur vie. Vous devez le faire très rapidement, afin que les supernovae et autres canaux stellaires de perte de masse puissent remplir l'environnement de poussière très rapidement », a déclaré Rogier Windhorst de l'Arizona State University (ASU), Tempe, Ariz.
«Vous devez également les former dans toute la galaxie pour diffuser la poussière dans toute la galaxie», a ajouté Matt Mechtley, également de l'ASU.
Ce quasar a été identifié pour la première fois dans le Sloan Digital Sky Survey (SDSS) et les observations subsillimétriques de suivi ont montré une quantité importante de poussière mais pas comment ni où elle a été distribuée.
Windhorst et son équipe ont utilisé Hubble pour soustraire très soigneusement la lumière de l'image du quasar et rechercher la lueur des étoiles environnantes. Ils l'ont fait en regardant la lueur d'une étoile de référence dans le ciel près du quasar et en l'utilisant comme modèle pour retirer la lumière du quasar de l'image. Une fois le quasar retiré, aucune lumière stellaire sous-jacente significative n'a été détectée. Les étoiles de la galaxie sous-jacente auraient pu être facilement détectées, si elles avaient été présentes et relativement dégagées par la poussière dans au moins certains endroits.
"Il est remarquable que Hubble n'ait trouvé aucune de la galaxie sous-jacente", a déclaré Windhorst. «La galaxie sous-jacente est partout beaucoup plus faible que prévu, et doit donc être dans un environnement très poussiéreux partout. C’est l’un des incendies de forêt les plus violents de l’univers. Cela crée tellement de fumée que vous ne voyez aucune lumière des étoiles, nulle part. Le feu de forêt est complet, pas un arbre n'est épargné. »
Parce que nous ne voyons pas les étoiles, nous pouvons exclure que la galaxie qui héberge ce quasar est une galaxie normale », a déclaré Mechtley. "C'est l'une des galaxies les plus poussiéreuses de l'univers, et la poussière est si largement distribuée que même pas un seul amas d'étoiles ne jette un œil. Nous sommes très proches d'une détection plausible, dans le sens où si nous étions allés deux fois plus loin, nous aurions pu détecter de la lumière de ses jeunes étoiles, même dans une galaxie aussi poussiéreuse. "
Ce résultat a été publié dans le numéro du 10 septembre des Astrophysical Journal Letters dans le document de l'équipe.
La seule façon d'aller au fond de ce mystère, a déclaré Windhorst, est d'attendre que le télescope spatial James Webb se lance et soit mis en ligne.
"Le télescope Webb est conçu pour en faire une détection définitive", a-t-il déclaré. "Nous obtiendrons des détections solides des étoiles avec une meilleure sensibilité de Webb à des longueurs d'onde de lumière plus longues, ce qui permettra de mieux sonder les régions poussiéreuses de ces jeunes galaxies."
Le télescope Webb aura également la sensibilité infrarouge pour scruter jusqu'à 200 millions d'années après le Big Bang. Si les galaxies ont commencé à former des étoiles à cette époque, Webb est conçu et construit pour les détecter.
Ce n'est qu'alors que la véritable nature - et le carnage potentiel - de ce système seront révélés.
Lisez le document de l'équipe.
Source: NASA
