Mis en service en 2018 à l’observatoire du mont Palomar (États-Unis), le Zwicky Transient Facility (ZTF) a pour objectif de détecter des objets astronomiques dont la luminosité varie de manière relativement brutale. De nouvelles observations viennent justement de révéler des transformations spectaculaires au cœur de six galaxies jusqu’alors relativement paisibles.

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    Des galaxies, il en existe de différentes formes et de différentes tailles. Certaines sont extrêmement vives. D'autres, plus discrètes. Et parmi ces dernières, il y a les galaxies dites Liners, pour Low-Ionisation Nuclear Emission-Line Region. Elles comptent tout de même pour un tiers des galaxies situées dans notre voisinage. Il s'agit de galaxies dont le noyau présente une faible luminositéluminosité.

    Ce sont six de ces galaxies que des astronomesastronomes de l'université du Maryland (États-Unis) ont observées à l'aide du Zwicky Transient Facility (ZTF). Ils rapportent que ces galaxies, jusqu'alors paisibles, se sont transformées sous leurs yeuxyeux en quasars, des objets extrêmement lumineux. Le tout en seulement quelques mois.

    « Nous avons d'abord pensé au résultat d'une étoile passant trop près d'un trou noir supermassif et se faisant déchiqueter. Mais nous avons finalement conclu que nous avions affaire à des trous noirs en sommeilsommeil en pleine transition vers un état de quasar, explique Sara Frederick, astronome. Le fait que le phénomène ait pu être observé dans six galaxies Liners toutes relativement discrètes suggère que nous avons identifié une classe totalement nouvelle de noyau actif de galaxie. »

    À gauche, une galaxie Liners telle que celles étudiées par les chercheurs de l’université du Maryland (États-Unis) et à droite, le type de quasar dans lequel elle s’est transformée en quelques mois seulement. © Image de gauche : ESA/Hubble, Nasa et S. Smartt, <em>Queen’s University Belfast</em> ; image de droite : Nasa, JPL-Caltech
    À gauche, une galaxie Liners telle que celles étudiées par les chercheurs de l’université du Maryland (États-Unis) et à droite, le type de quasar dans lequel elle s’est transformée en quelques mois seulement. © Image de gauche : ESA/Hubble, Nasa et S. Smartt, Queen’s University Belfast ; image de droite : Nasa, JPL-Caltech

    Une nouvelle classe de noyau galactique

    Rappelons qu'un quasar doit son importante luminosité -- certains sont des milliers de fois plus lumineux que notre Voie lactée -- à la présence en son cœur d'un trou noir supermassif particulièrement vorace. Et la théorie veut qu'un quasar mette plusieurs milliers d'années à s'allumer. Or, ceux observés ici par les chercheurs sont apparus en quelques mois seulement.

    Dans l'espoir de mieux comprendre le processus en jeu, les astronomes ont procédé à des observations de suivi à l'aide de différents instruments, au sol et dans l'espace (HubbleHubble, SpitzerSpitzer, SwiftSwift, etc.). Ils ont ainsi pu confirmer que les galaxies Liners peuvent bien héberger un trou noir supermassif actif en leur centre. Mais, contrairement à ce qu'il se passe habituellement pour les quasars, seuls les gazgaz et les poussières les plus proches du noyau des galaxies étudiées se sont éclairés. Les astronomes soupçonnent ainsi que l'activité doit se propager progressivement à partir du noyau galactique. De quoi préciser peut-être comment se développe un quasar nouveau-né.

    “Des forces extrêmes en jeu”

    Reste à établir comment les changements observés ont pu se produire à une échelle de temps humaine. Et pourquoi une quantité aussi colossale de gaz et de poussière s'est brusquement effondrée sur les trous noirs de ces six galaxies-là. « Les forces en jeu doivent être extrêmes », ne peut qu'imaginer, pour l'heure, Sara Frederick.