Des astrophysiciens ont utilisé le télescope spatial James-Webb pour identifier l'emplacement précis d'une puissante et encore mystérieuse source d'énergie cachée par la poussière cosmique dans une fusion de galaxies : IIZw096.
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On sait que c'est Edwin HubbleEdwin Hubble qui a réussi à démontrer au début des années 1920, notamment en découvrant une céphéide dans la galaxie d'Andromède ce qui a permis d'estimer sa distance et donc sa taille réelle en fonction de sa taille apparente, que bien des objets diffusdiffus et nébuleux étaient des grandes galaxies comme notre Voie lactée. Il mettait ainsi fin en 1923 à ce qui a été appelé le « Grand Débat » dont les deux plus importants protagonistes étaient les astronomesastronomes Harlow Shapley et Heber Curtis. Curtis avait raison de penser que des astres comme M33M33 et M51 étaient en dehors de notre Galaxie et étaient de même nature.
William HerschelWilliam Herschel avait en son temps établi un catalogue d'environ 1 000 nébuleuses et découvert aussi le rayonnement infrarouge. Ce rayonnement va permettre d'étudier bien plus tard les secrets des galaxies et notamment ce qui se passe lorsqu'elles sont en collision. Le télescopetélescope Hubble lui-même a révélé un grand nombre de collisions de galaxies, mais sa capacité pour voir dans l'infrarouge était assez limitée si on la compare à celle d'un désormais mythique satellite, Spitzer, et surtout de son successeur le James-Webb.
Grâce à cette vidéo, revivez l’expérience de William Herschel et sa découverte des rayonnements infrarouges. © CEA Recherche
Or, justement, l’astronome Hanae Inami, professeur adjoint au Hiroshima Astrophysical Science Center de l'université d'Hiroshima, vient de publier avec une vaste équipe internationale un article au sujet d'une observation faite par SpitzerSpitzer il y a plus de 12 ans et que revisite aujourd'hui le James-Webb. Comme l'explique l'article dans The Astrophysical Journal Letters, en accès libre sur arXiv, il concerne une collision de galaxies observée telle qu'elle se produisait il y a environ 500 millions d'années en direction de la constellationconstellation du Dauphin : IIZw096.
Un trou noir supermassif, une région de formation d'étoiles fiévreuses ou... ?
Spitzer avait montré que les deux galaxies en cours de fusionfusion émettaient un rayonnement infrarouge étonnamment élevé mais que l'on ne pouvait pas associer à une région particulière de IIZw096, ce qui ne permettait pas de lever le mystère sur sa nature.
« Le télescope spatial James-Webbtélescope spatial James-Webb nous a apporté des vues complètement nouvelles de l'UniversUnivers grâce à sa résolutionrésolution spatiale et sa sensibilité dans l'infrarouge les plus élevées jamais vues. Nous voulions trouver le "moteur" qui alimente ce système de galaxies en fusion. Nous savions que cette source était profondément cachée par la poussière cosmique, nous ne pouvions donc pas utiliser la lumièrelumière visible ou ultraviolette pour la trouver. Ce n'est que dans l'infrarouge moyen, observé avec le télescope spatial James-Webb, que nous voyons maintenant cette source qui éclipseéclipse tout le reste dans ces galaxies en fusion », explique Hanae Inami dans le communiqué de l'université d'Hiroshima.
On voit maintenant beaucoup plus clairement qu'il existe une sorte de noyau très lumineux dans l'infrarouge moyen, qui représente jusqu'à 70 % de l'émissionémission infrarouge totale du système. Ce noyau a un rayon ne dépassant pas 570 années-lumièreannées-lumière - une infime fraction de la taille du système de fusion, qui fait environ 65 000 années-lumière de diamètre. Cela implique que la source d'énergieénergie alimentant le rayonnement de ce noyau est confinée dans un petit espace.
« Nous voulons savoir ce qui alimente cette source : est-ce une explosion d'étoilesétoiles ou un énorme trou noirtrou noir ?, se demande Inami, qui ajoute, nous utiliserons des spectresspectres infrarouges pris avec le télescope spatial James-Webb pour étudier cela. Il est également inhabituel que le moteur se trouve en dehors des parties principales des galaxies en fusion, nous allons donc explorer comment cette source puissante s'est retrouvée là-bas. Les futures observations spectroscopiques prévues d'IIZw096 fourniront des informations supplémentaires sur la nature de la poussière, du gazgaz ionisé et du gaz moléculaire chaud dans et autour de la région perturbée de cette galaxie fusionnante lumineuse. »
Au final, on comprendra mieux comment évoluent les galaxies au cours de l'histoire du CosmosCosmos observable.
