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Parmi le catalogue des objets cosmiques, les trous noirs font certainement partie de ceux qui réservent encore de nombreuses surprises aux astrophysiciens. Les blazars sont des quasars très compacts associés à des trous noirs supermassifs, détectés par leurs jets astrophysiques. L’orientation de ces jets donne lieu à des variations électromagnétiques qui permettent d’étudier l’objet correspondant. Et récemment, une équipe de chercheurs a découvert le blazar le plus distant et le plus âgé connu à ce jour. 

Le trou noir supermassif nouvellement découvert — appelé PSO J030947.49+271757.31 — est le blazar le plus éloigné jamais observé, selon les chercheurs. Cette conclusion est basée sur la signature du décalage vers le rouge de l’objet, un phénomène que les astrophysiciens peuvent utiliser pour mesurer la distance des sources lumineuses dans l’espace. L’étude a été publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Les blazars sont des trous noirs supermassifs situés au cœur des noyaux galactiques actifs : les régions centrales des galaxies sont à l’origine d’intenses émissions électromagnétiques, susceptibles de se produire en raison de la chaleur intense générée par les particules de gaz et de poussière tourbillonnant dans les disques d’accrétion des trous noirs supermassifs.

PSO J0309+27 : un objet aux propriétés étonnantes

Parmi ces objets brillants, les blazars sont les plus lumineux de tous. Le terme « blazar », de « blazing quasi-stellar radiosource » (soit « source radio éclatante quasi-stellaire ») est réservé aux sources quasar très compactes associées à un trou noir supermassif situé au centre d’un noyau actif de galaxie.

« Le spectre qui est apparu sous nos yeux a d’abord confirmé que PSO J0309+27 est en fait un noyau de galaxie actif, ou une galaxie dont le noyau central est extrêmement lumineux en raison de la présence en son centre d’un trou noir supermassif alimenté par le gaz et les étoiles qu’il engloutit », explique l’astrophysicienne Silvia Belladitta, de l’Université d’Insubrie en Italie.

spectre blazar

Spectre de PSO J0309+27 à z = 6,10 ± 0,03. Les lignes O [VI], λ1033Å, Ly-αλ1216Å, OIλ1304Å et CIIλ1336Å sont indiquées. La ligne rouge pointillée est le modèle de quasar de Vanden Berk et al. (2001) au redshift de l’objet. Crédits : Belladitta et al. 2020

« En outre, les données obtenues par le Large Binocular Telescope (LBT) ont également confirmé que PSO J0309+27 est vraiment loin de nous, avec un décalage vers le rouge (redshift) record de 6.1. Une valeur jamais mesurée auparavant pour un objet similaire ». L’objet fait environ 1 milliard de fois la masse du Soleil.

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Un blazar apparu dans l’Univers primordial

Sur la base des résultats, les astronomes estiment que la lumière que nous pouvons détecter de PSO J0309+27 a été émise il y a près de 13 milliards d’années, ce qui signifie que le blazar existait aux tout premiers stades de l’Univers, moins d’un milliard d’années après le Big Bang. Bien que des milliers de blazars aient été trouvés à ce jour, la distance et l’âge exceptionnels de PSO J0309+27 en font une valeur remarquable — mais cela ne signifie pas que l’objet est tout à fait unique.

« L’observation d’un blazar est extrêmement importante. Pour chaque source découverte de ce type, nous savons qu’il doit y en avoir 100 similaires, mais la plupart sont orientés différemment, et sont donc trop faibles pour être vus directement », explique Belladitta.

La découverte de PSO J0309+27 indique que ces objets géants existaient aux premiers stades de l’Univers, et probablement en grand nombre. L’équipe reconnaît que d’autres observations sont nécessaires pour préciser à quel point cette hypothétique population de trous noirs pourrait être importante.

Sources : Astronomy & Astrophysics

blazar univers

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