Quand l’univers était un tout petit milliard d’années, une galaxie vomit un énorme jet de rayonnement et de plasma en mouvement rapide dans le cosmos. Près de 13 milliards d’années plus tard, ce jet est visible par les humains sous la forme d’un blazar. Le jet a récemment été photographié et analysé par une équipe d’astronomes italiens. Leurs résultats, qui donnent une idée de la longueur et de la vitesse du jet, ont été récemment publiés dans le journal Astronomie et astrophysique.
Vue à travers le Matrice de ligne de base très longue—Une formation de 10 antennes de radiotélescope s’étendant de Sainte-Croix dans l’océan Atlantique au Mauna Kea d’Hawaï dans le Pacifique — le blazar ressemble à un frottis galactique de sauce tomate sur la lentille cosmique. Ce qui est réellement capturé dans l’image en fausses couleurs, cependant, est un jet de plasma orange vif, pointé grossièrement vers nous et s’étendant sur environ 1600 années-lumière, une distance qui défie toute analogie terrestre.
Selon Cristiana Spingola, astronome à l’Université de Bologne et auteur principal du récent article, les scientifiques ne voient pas autant de blazars qu’on pourrait s’y attendre dans l’univers primitif.
«Parmi les différents scénarios, cette discordance pourrait être due au fait que les blazars éloignés ont des propriétés différentes car la population locale de blazars, comme le jet se déplace plus lentement que ce qui se passe localement», a écrit Spingola dans un e-mail. «C’est ce que suggèrent nos résultats. Si cela était confirmé, nous aurions constaté que les blazars locaux et éloignés sont des bêtes différentes.
De tels jets sont émis par les centres des galaxies par des trous noirs supermassifs. Les trous noirs accumulent des disques de matière autour d’eux, éjectant parfois des jets de matière vers l’extérieur à une vitesse extraordinaire. Ces centres galactiques, appelés noyaux galactiques actifs, sont tous connus sous le nom de quasars; lorsque les faisceaux qu’ils éjectent sont orientés vers nous, ils sont appelés blazars.
Il y a quelques années, les blazars se sont avérés être les sources de rayons cosmiques à ultra haute énergie, les transformant d’un objet d’intrigue en une source convaincante d’informations sur l’univers primitif. Détecté pour la première fois en mars 2020, le blazar récemment décrit, nommé PSO J030947.49 + 271757.31 (heureusement abrégé en PSO J0309 + 27), est situé dans la constellation du Bélier, à environ 12,8 milliards d’années-lumière de la Terre. Le blazar est le plus brillant en ondes radio et le deuxième plus brillant en rayons X parmi ceux de l’époque où l’Univers avait moins d’un milliard d’années. C’est aussi la galaxie la plus éloignée de nous jamais vue éjecter un tel jet, ce qui en fait également le plus ancien blazar jamais observé.
«Ces propriétés en font un objet idéal à étudier [active galactic nuclei] à des distances cosmologiques », a écrit Spingola. «Nous connaissons très peu le jeune Univers, donc toute nouvelle information est cruciale pour mieux comprendre cette époque.»
L’équipe a découvert que le jet blazar se déplaçait aux trois quarts de la vitesse de la lumière; un rythme extraordinaire, mais pas le plus rapide, car d’autres blazars ont été enregistrés à plus de 90% de la vitesse de la lumière.
La jolie strie que vous voyez est en fait une image réalisée en intégrant trois observations différentes du jet, prises à différentes fréquences radio, pour obtenir des structures du jet invisibles sur les autres. Tout compte fait, l’image montre un jet blazar s’étendant vers le haut dans le noir vide, avec sa section la plus brillante vers le bas, où se trouve le noyau du blazar.
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