L'Observatoire de rayons X de Chandra a trouvé un «fantôme» cosmique qui se cache autour d'un trou noir supermassif distant. Mais cette goutte bleue ressemble étrangement à une autre goutte cosmique de gaz trouvée par le membre du Galaxy Zoo Hanny Van Arkel, le célèbre objet appelé Hanny’s Voorwerp. Les deux objets pourraient-ils être similaires?
Les astronomes disent que le «fantôme» trouvé par Chandra est le reste d'une source de rayons X diffuse, s'attardant après que les autres radiations de l'explosion du trou noir se soient éteintes. L'objet, le HDF 130, se trouve à plus de 10 milliards d'années-lumière et existait à une époque de 3 milliards d'années après le Big Bang, lorsque les galaxies et les trous noirs se formaient à un rythme élevé.
Le Voorwerp de Hanny est un mystère depuis sa découverte en 2007 dans le cadre du projet Galaxy Zoo. Des recherches récentes sur l'objet révèlent que le Voorwerp est également susceptible d'être un vestige d'une explosion de trou noir. Dans les images Sloan Digital Sky Survey originales de Hanny’s Voorwerp, l’objet s’est révélé bleu, mais une analyse spectrale approfondie a montré qu’il était en fait vert. Le Voorwerp a été étudié par le satellite à rayons gamma Swift, qui peut également capter les émissions d'ultraviolets et de rayons X, mais le satellite n'a rien trouvé de concluant. Cependant, le radio-télescope de synthèse Westerbork (WSRT) a jeté un coup d'œil au Voorwerp de Hanny et a déterminé qu'en effet, les jets de trous noirs permettaient aux faisceaux d'émissions optiques et ultraviolettes intenses du trou noir de chauffer et d'éclairer une petite partie d'un grand nuage de gaz qui entoure partiellement la galaxie voisine, IC 2497.
Mais les astronomes du Galaxy Zoo soupçonnent que les rayons X pourraient également jouer un rôle dans le Voorwerp. Il a récemment été imagé par les télescopes à rayons X de Suzaku pour voir s'il est visible dans cette partie du spectre, ainsi que pour sonder l'activité actuelle du trou noir supermassif. Les résultats de cette observation sont toujours en cours d'analyse. L'astronome de Yale, Kevin Schawinski, a récemment écrit dans le Galaxy Zoo Blog que la détection de photons à rayons X durs fournirait la preuve d'un trou noir supermassif actif dans IC 2497, qui éclairerait le Voorwerp. "Si d'un autre côté nous ne ramassons rien, alors nous pouvons être sûrs que le trou noir a cessé de se nourrir, c'est-à-dire qu'il s'est véritablement fermé", a écrit Schawinski.
Les deux objets, le «fantôme» du HDF 130 et du Voorwerp de Hanny sont-ils donc similaires? Oui - et non - a déclaré le scientifique de Chandra, le Dr Peter Edmonds.
"Il y a en effet quelques similitudes fondamentales entre ces deux objets, dans la mesure où les deux ont été générés par des éruptions d'un trou noir supermassif, soit sous forme de rayonnement lumineux ou de jets", a déclaré Edmonds au Space Magazine. "De plus, dans les deux cas, l'éruption du le trou noir semble s'être éteint. »
Les détails des deux objets sont cependant très différents, a déclaré Edmonds. «Le Voorwerp de Hanny implique un écho lumineux alors que le fantôme des rayons X était censé se former par une interaction entre le rayonnement de fond comique et les particules d'un jet. Ils sont évidemment visibles à des longueurs d'onde très différentes. En outre, le fantôme se trouve dans le premier univers à des distances beaucoup plus grandes que le Voorwerp de Hanny et est physiquement beaucoup plus grand. "
De plus, l'équipe de Chandra soupçonne qu'une éruption très puissante et importante était responsable de la formation du fantôme, beaucoup plus puissant que celui de Hanny’s Voorwerp.
Andy Fabian de l'Université de Cambridge au Royaume-Uni, auteur principal du document sur le fantôme du HDF 130, pense que la lueur des rayons X de l'objet est la preuve d'une explosion équivalente à environ un milliard de supernovas, qui ont dynamité des particules à presque la vitesse de lumière. Lorsque l'éruption s'est poursuivie, elle a produit des quantités prodigieuses de radio et de rayonnement X, mais après plusieurs millions d'années, le signal radio s'est estompé lorsque les électrons ont rayonné leur énergie.
Il s'agit du premier fantôme à rayons X jamais vu après la disparition des jets radio-lumineux. Les astronomes ont observé d'importantes émissions de rayons X avec une origine similaire, mais uniquement à partir de galaxies avec émission radio à grande échelle, ce qui signifie des éruptions continues. Dans le HDF 130, seule une source ponctuelle est détectée dans les images radio, coïncidant avec la galaxie elliptique massive vue dans son image optique.
Cette source radio indique que le trou noir supermassif du HDF 130 pourrait se développer.
Avec le Voorwerp de Hanny, cependant, les astronomes sont toujours à la recherche de tout signe d'activité du trou noir.
Un autre argument selon lequel les deux objets sont différents est leur forme. La forme linéaire de la source de rayons X du HDF 130 est conforme à la forme des jets radio et non à celle d'un amas de galaxies, qui devrait être circulaire. La distribution d'énergie des rayons X est également cohérente avec l'interprétation d'un fantôme de rayons X.
Hanny’s Voorwerp possède toutes les caractéristiques d’un système en interaction. "Le gaz provient probablement d'une interaction de marée entre IC 2497 et une autre galaxie, qui s'est produite il y a plusieurs centaines de millions d'années", a déclaré le Dr Tom Oosterloo, membre de l'équipe qui a étudié le Voorwerp avec WSRT.
Il y a plus de différences entre les deux objets, principalement que des fantômes comme celui du HDF 130 peuvent être répandus dans l'univers, tandis que le Voorwerp pourrait bien n'être qu'une occurrence unique. "Le flux de gaz se termine à trois cent mille années-lumière à l'ouest de IC2497, et toutes les preuves indiquent qu'un groupe de galaxies à la pointe du flux est responsable de cet accident cosmique", a déclaré Oosterloo.
L'astronome Chandra Caitlin Casey, également de Cambridge, a déclaré: "Ce résultat laisse entendre que le ciel de rayons X devrait être jonché de tels fantômes, surtout si les éruptions de trous noirs sont aussi courantes que nous pensons qu'elles le sont dans l'Univers primitif."
Alors maintenant que les astronomes savent où et maintenant chercher des objets à rayons X comme celui de HDF 130, nous allons probablement entendre parler de fantômes de rayons X plus cosmiques à l'avenir. Mais le Voorwerp de Hanny semble être unique.
Sources: Chandra, précédent article UT, échange d'e-mails avec le Dr Peter Edmonds, Galaxy Zoo
