L'image Hubble ci-dessus montre une galaxie étrange, connue sous le nom de Mrk 273. La forme étrange - y compris le centre lumineux infrarouge et la longue queue s'étendant dans l'espace pendant 130 000 années-lumière - est fortement indicative d'une fusion entre les galaxies.
Les observations dans le proche infrarouge ont révélé un noyau à plusieurs composants, mais pendant des années, les détails d'une telle vue sont restés obscurcis par la poussière. Avec d'autres données du télescope Keck, basé à Hawaï, les astronomes ont vérifié que cet objet est le résultat d'une fusion entre les galaxies, avec le centre lumineux infrarouge composé de deux noyaux galactiques actifs - des noyaux intensément lumineux alimentés par des trous noirs supermassifs.
Au centre de chaque galaxie se trouve un trou noir supermassif. Alors que le nom semble excitant, notre trou noir supermassif, Sgr A * est assez calme. Mais au centre de chaque de bonne heure la galaxie se profile à l'opposé: un noyau galactique actif (AGN pour faire court). Il y a aussi beaucoup d'AGN dans l'Univers proche, mais la question se pose: comment et quand ces trous noirs deviennent-ils actifs?
Afin de trouver la réponse, les astronomes envisagent de fusionner des galaxies. Lorsque deux galaxies entrent en collision, les trous noirs supermassifs tombent vers le centre de la galaxie fusionnée, résultant en un système de trous noirs binaires. À ce stade, ils restent des trous noirs au repos, mais devraient devenir actifs bientôt.
"L'accumulation de matière sur un trou noir au repos au centre d'une galaxie lui permettra de croître en taille, conduisant à l'événement où le noyau est" allumé "et devient actif", Dr. Vivian U, auteur principal du étude, a déclaré Space Magazine. «Puisque l'interaction des galaxies permet aux matériaux gazeux des galaxies progénitrices de perdre leur impulsion angulaire et leurs entonnoirs vers le centre du système, on pense qu'elle joue un rôle dans le déclenchement de l'AGN. Cependant, il a été difficile de déterminer exactement comment et quand dans un système de fusion ce déclenchement se produit. »
Bien que l'on sache qu'un AGN peut «s'allumer» avant la coalescence finale des deux trous noirs, on ne sait pas quand cela se produira. De nombreux systèmes n'hébergent pas de double AGN. Pour ceux qui le font, nous ne savons pas si un allumage synchrone se produit ou non.
Mrk 273 fournit un exemple puissant à étudier. L'équipe a utilisé des instruments proche infrarouge sur le télescope Keck afin de sonder la poussière. L'optique adaptative a également supprimé les effets de flou causés par l'atmosphère terrestre, permettant une image beaucoup plus propre - correspondant au télescope spatial Hubble, depuis le sol.
«La ligne du coup est que Mrk 273, un système avancé de fusion de galaxies de stade avancé, héberge deux noyaux des galaxies progénitrices qui n'ont pas encore complètement fusionné», explique le Dr U. La présence de deux trous noirs supermassifs peut être facilement discernée à partir de les disques de gaz à rotation rapide qui entourent les deux noyaux.
"Les deux noyaux ont déjà été allumés comme en témoignent les sorties collimatées (une signature AGN typique) que nous observons", m'a dit le Dr U. Une telle quantité d'énergie libérée par les deux trous noirs supermassifs suggère que Mrk 273 est un système AGN double. Ces résultats passionnants marquent une étape cruciale pour comprendre comment les fusions de galaxies peuvent «activer» un trou noir supermassif.
L'équipe a collecté des données dans le proche infrarouge pour un large échantillon de fusions de galaxies à différents états de fusion. Avec le nouvel ensemble de données, le Dr U vise «à comprendre comment la nature de la formation d'étoiles nucléaires et de l'activité AGN peut changer à mesure que le système galactique progresse à travers l'interaction».
Les résultats seront publiés dans le Astrophysical Journal (préimpression disponible ici).
