Nous ne pouvons pas voir cet intéressant objet à l’œil nu, mais au fond des profondeurs de l’Univers, se trouve une galaxie qui diffuse énormément des radiations. Il s’agit de la galaxie W2246-0526, cette dernière émet autant de rayonnement infrarouge que 350 billions de Soleils, ce qui en fait la galaxie la plus lumineuse jamais observée.

Cette galaxie très lumineuse possède un secret. Mais quel est-il ? Selon les observations du Grand réseau millimétrique/submillimétrique d’Atacama (ALMA), la galaxie W2246-0526 aspire goulûment le matériel d’au moins trois autres galaxies situées dans son voisinage immédiat, pour alimenter son trou noir supermassif.

En effet, des astronomes ont observé des filaments de matière provenant des galaxies voisines, aspirés par W2246-0526. Et, étonnamment, ces vrilles contiennent autant de matière que les galaxies elles-mêmes. « Nous savions, grâce aux données précédentes, qu’il y avait trois galaxies compagnes, mais il n’y avait aucune preuve d’interactions entre ces voisins et la source centrale », a déclaré l’astronome Tanio Díaz-Santos de l’Universidad Diego Portales, à Santiago (Chili). « Nous ne recherchions pas un comportement cannibaliste, et nous ne nous attendions pas à cela, mais les données de l’observatoire ALMA sont très claires », a-t-il ajouté.

La galaxie W2246-0526 se situe à 12.4 milliards d’années-lumière de la Terre, et elle possède un quasar en son noyau : il s’agit d’un noyau galactique actif exceptionnellement brillant, alimenté par un trou noir nourricier. Les quasars sont parmi les objets les plus lumineux de l’Univers, émettant de la lumière ainsi que des émissions radio. Celles-ci émanent du matériau autour du trou noir, appelé disque d’accrétion.

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Ce disque d’accrétion contient de la poussière et des gaz tourbillonnant à des vitesses énormes : cela produit des quantités absurdes de radiations. Dans le cas de W2246-0526, le disque d’accrétion absorbe la matière environnante, et cette dernière est réémise sous forme de rayonnement infrarouge, ce qui rend la galaxie plus rare encore, car le quasar en son centre est un type de quasar connu sous le nom de Hot, Dust-Obscured Galaxy (galaxie chaude obscurcie par la poussière). Un quasar sur 3000 est un quasar de type Hot DOG (ndlr : « Hot DOG », oui…).

trou noir supermassif galaxie lumineuse

Crédits : ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/AUI/NSF/S. Dagnello/T. Diaz-Santos et al/N. Lira

Tout ce matériel versé dans la galaxie ne fait pas nécessairement partie du festin du trou noir supermassif. Bien que le trou noir soit gigantesque (environ 4 milliards de fois la masse du Soleil), il reste une limite quant à la quantité de matière qu’il peut consommer. Par conséquent, une partie de la matière commence à être incorporée dans la galaxie et formera probablement de nouvelles étoiles.

Cependant, il y a aussi une énigme ici : l’activité du trou noir est si intense qu’elle remue le gaz dans toute la galaxie. La quantité de mouvement et l’énergie des photons sont si intenses que pousser le gaz vers l’extérieur pourrait littéralement déchirer W2246-0526.

La galaxie W2246-0526 est réellement fascinante. Les chercheurs ont déjà précédemment pu établir qu’elle était extrêmement lumineuse et très turbulente, mais ces nouvelles découvertes en font également la galaxie la plus lointaine à être observée, cannibalisant de nombreuses autres galaxies, et, à la connaissance des chercheurs, la seule galaxie aussi lointaine à avoir été directement imagée.

trou noir supermassif galaxie lumineuse

Crédits : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO);T. Díaz-Santos et al.; N. Lira

Mais il reste un autre mystère troublant à résoudre. Bien que le trou noir supermassif en son centre soir un réel mastodonte, il devrait en réalité être encore plus grand… En effet, la masse d’un trou noir fixe une limite supérieure à la luminosité d’un noyau galactique actif. Pourtant, la galaxie W2246-0526 est environ trois fois plus lumineuse qu’elle ne devrait l’être, par rapport à la taille de son trou noir central.

Qu’est-ce que cela signifie ? À l’heure actuelle, les chercheurs n’en sont pas encore sûrs. « Il est possible que cette frénésie alimentaire dure déjà depuis un certain temps, et nous nous attendons à ce que ce festin galactique se poursuive pendant au moins quelques centaines de millions d’années », a déclaré Diaz-Santos.

Sources : NASA JPL, Science, NRAO

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