L'appétit vorace d'un trou noir sonne le glas de sa galaxie hôte

Pendant longtemps, les astronomes ont cru que les galaxies s'éteignaient avec quelque chose de proche d'un bang cosmique, mais une découverte récente suggère que, dans certains cas, tout ce que l'on obtient est un gémissement.

Grâce au télescope spatial James Webb, un groupe de scientifiques a découvert un trou noir qui prive sa galaxie hôte des matériaux nécessaires à la création d'étoiles. Bien que les trous noirs soient connus pour tuer des étoiles individuelles, une destruction à cette échelle est sans précédent. Cette découverte pourrait avoir d'énormes implications pour notre compréhension de ce qui arrive aux galaxies lorsqu'elles vieillissent.

Les astronomes sont parvenus à cette conclusion après avoir observé une galaxie appelée GS-10578, surnommée la galaxie de Pablo. Ils ont observé la galaxie de Pablo à travers le spectrographe proche infrarouge du télescope spatial James Webb, qui, comme son nom l'indique, observe la lumière dans le proche infrarouge.

L'instrument JWST a permis aux astronomes de mesurer la vitesse à laquelle le gaz est expulsé de la galaxie de Pablo, soit environ 1 000 kilomètres par seconde. Les nuages ​​massifs de gaz sont expulsés grâce à la force d'un trou noir supermassif.

Cette mesure n'était pas révolutionnaire en soi. La force des trous noirs conduit souvent les galaxies à expulser du gaz chaud. Mais le JWST a détecté un deuxième type de gaz, plus froid et plus dense. Comme ce gaz n'émettait pas non plus de lumière, l'équipe a pu le mesurer en observant la quantité de lumière provenant d'autres galaxies qu'il bloquait.

À partir de ces mesures, ils ont déduit que ces vents contenaient les matériaux nécessaires à la formation d'étoiles. Lorsqu'ils ont comparé le flux de matière sortant au taux de formation d'étoiles, ils ont découvert que le flux sortant était plus important. Cela les a amenés à penser que le trou noir supermassif au centre de la galaxie était en train d'affamer la galaxie jusqu'à ce qu'elle meure.

« Sur la base d'observations antérieures, nous savions que cette galaxie était dans un état d'extinction : elle ne forme pas beaucoup d'étoiles compte tenu de sa taille, et nous pensons qu'il existe un lien entre le trou noir et la fin de la formation d'étoiles », a déclaré dans un communiqué Francesco D'Eugenio, chercheur postdoctoral à l'Institut Kavli de cosmologie de Cambridge, qui a dirigé l'étude. « Cependant, jusqu'à Webb, nous n'avions pas pu étudier cette galaxie suffisamment en détail pour confirmer ce lien, et nous ne savions pas si cet état d'extinction était temporaire ou permanent. »

La galaxie de Pablo doit son nom à l'astrophysicien et chercheur du Centre d'astrobiologie Pablo G. Pérez-González, qui était l'un des scientifiques, avec D'Eugenio, qui ont décrit la découverte dans un nouvel article, publié dans Astronomie de la nature.

Les modèles antérieurs de la durée de vie des galaxies prédisaient que, lorsque la matière nécessaire à la formation des étoiles viendrait à manquer, un effet violent déformerait leur forme. Mais la galaxie de Pablo ne montre aucun signe de ce type de turbulence. Les étoiles existantes continuent à suivre leur orbite normalement.

« Nous savions que les trous noirs ont un impact considérable sur les galaxies et qu’il est peut-être courant qu’ils arrêtent la formation des étoiles, mais jusqu’à Webb, nous n’étions pas en mesure de le confirmer directement », a déclaré Roberto Maiolino, collègue de D’Eugenio à l’Institut Kavli. « Webb représente un pas de géant dans notre capacité à étudier l’univers primitif et son évolution. »

Il reste encore de grandes questions à résoudre quant à la raison pour laquelle la galaxie de Pablo a défié les attentes. Il est possible qu'il existe une autre source de carburant stellaire non détectée, ce qui pourrait expliquer l'absence de chaos, bien que la galaxie semble être en train de mourir de faim. Trouver des réponses pourrait conduire à une nouvelle compréhension de la formation des galaxies et de ce qui attend notre propre Voie Lactée lorsqu'elle entrera, elle aussi, dans la forme galactique de l'hospice.