Une équipe internationale d’astronomes ont découvert une « mélange de matière cosmique » étonnant dans le ciel nocturne, qui n’avait encore jamais été observé de la sorte auparavant. En une seule image, l’équipe a réussi à repérer un trou noir supermassif et deux gigantesques amas de galaxies entrant en collision.

La matière qui est éjectée du trou noir supermassif se retrouve entre les violentes collisions galactiques, transformant ce duo dynamique d’amas de galaxies en un énorme accélérateur de particules cosmique. « Nous avons vu chacun de ces phénomènes spectaculaires séparément, dans de nombreux endroits. Cependant, c’est la première fois que nous les avons vus clairement, ensemble et dans le même système », explique le chef de l’équipe, Reinout van Weeren, de l’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Et comme si toutes ces informations ne suffisaient pas, il faut savoir que la distance et l’ampleur de ces structures galactiques sont tout simplement phénoménales : les deux amas de galaxies, appelés Abell 4311 et Abell 3412, se trouvent à environ deux milliards d’années-lumière de la Terre et chacun de ces amas est environ un quadrillion de fois plus massif que le Soleil.

C’est en combinant les données recueillies par de nombreux télescopes, tels que le télescope à rayons X Chandra de la NASA, le Giant Metrewave Radio Telescope situé en Inde, le Very Large Array Karl G. Jansky ainsi que d’autres dispositifs à travers le monde que l’équipe a pu réaliser cette observation remarquable.

accélérateur cosmique de particules alimenté trou noir

La photographie du trou noir supermassif et des deux amas galactiques nommés Abell 4311 et Abell 3412. Crédits : NASA/CXC/SAO/R. van Weeren/NAOJ/Subaru

Bien que l’image en elle-même soit impressionnante par ce qu’elle représente, la découverte la plus importante ici reste la manière dont les particules se comportent au sein de cette gigantesque structure. En effet, l’équipe affirme que le trou noir supermassif au centre de ces deux amas galactiques, agit comme un entonnoir magnétique tournant et hermétiquement fermé, qui créé une sorte de jet de particules hors de celui-ci.

Ces particules éjectées et déjà accélérées, subissent alors une autre poussée de vitesse lorsqu’elles interagissent avec les ondes de choc massives produites par les galaxies en collision. « C’est presque comme lancer une fusée dans l’orbite terrestre basse puis la propulser bien plus loin grâce à une deuxième explosion de roquettes. Ces particules sont parmi les particules les plus énergétiques jamais observées dans l’Univers, grâce à cette double injection d’énergie », explique un membre de l’équipe, Felipe Andrade-Santos, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Cette découverte est également importante car elle permet de répondre à certaines questions, impliquant la création de tourbillons de signaux radio, pouvant s’étendre sur des millions d’années-lumière. L’équipe affirme que ces tourbillons se forment probablement dans des systèmes similaires à celui qu’ils ont imagé, car les ondes de choc qui sont produites dans ces amas de galaxies prennent des centaines de millions d’années pour balayer toutes ces particules, provoquant des émissions radio tourbillonnant sur de grandes distances. « Ce résultat montre qu’une combinaison remarquable d’événements puissants génère ces usines d’accélération de particules, qui sont les plus grandes et les plus puissantes de l’Univers. C’est un peu poétique qu’il ait fallu une combinaison des plus grands observatoires et télescopes du monde pour comprendre cela », déclare William Dawson, du Lawrence Livermore National Lab (co-auteur).

Espérons que grâce aux télescopes terrestres, qui évoluent sans cesse et deviennent de plus en plus puissants, d’autres astronomes puissent encore découvrir de nombreuses structures de ce type afin d’en découvrir davantage sur le fonctionnement et l’évolution de l’Univers.

Sources : Nature Astronomy, PhysOrg

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