À l’aide de l’Australia Telescope Compact Array (ATCA), une équipe internationale d’astronomes a observé la population de galaxies submillimétriques dans un protoamas connu sous le nom de SPT 2349-56. En conséquence, ils ont trouvé un noyau galactique actif radio-fort dans la région centrale du protocluster. La découverte a été détaillée dans un article publié le 3 janvier sur le arXiv serveur de préimpression.
Les amas de galaxies contiennent des centaines à des milliers de galaxies liées entre elles par la gravité. Ce sont les plus grandes structures gravitationnelles connues de l’univers, qui pourraient servir d’excellents laboratoires pour étudier l’évolution et la cosmologie des galaxies.
Les astronomes s’intéressent particulièrement aux études des protoamas de galaxies, les progéniteurs des amas. De tels objets, trouvés à des décalages vers le rouge élevés (supérieurs à 2,0), pourraient fournir des informations essentielles sur l’univers à ses débuts.
Les noyaux galactiques actifs (AGN) sont des trous noirs supermassifs (SMBH) en accrétion résidant au centre de certaines galaxies, émettant un rayonnement puissant à haute énergie lorsqu’ils accrètent du gaz et de la poussière. Ces noyaux peuvent former des jets, ayant pour la plupart des formes cylindriques, coniques ou paraboliques, qui s’observent même à l’échelle des mégaparsecs.
Un groupe d’astronomes dirigé par Scott P. Chapman de l’Université Dalhousie à Halifax, au Canada, a employé l’ATCA pour observer SPT 2349-56 dans le but principal de détecter des AGN radio-forts dans la population de ses galaxies submillimétriques (SMG). SPT 2349-56 est un protocluster à un décalage vers le rouge de 4,3, contenant l’un des noyaux les plus activement formés d’étoiles connus. Le protocluster héberge au moins 30 SMG.
« Nous avons observé le protocluster z = 4,3 SPT2349-56 avec l’Australia Telescope Compact Array dans le but de détecter des noyaux galactiques actifs radio-forts parmi les ∼ 30 galaxies submillimétriques (submm) identifiées dans la structure », ont écrit les chercheurs dans l’article. .
Les observations ont détecté dans SPT2349-56 une seule source radio à 2,2 GHz, coïncidant spatialement avec les trois galaxies membres lumineuses centrales du protoamas, désignées B, C et G. Les astronomes ont noté que bien que cette source radio soit proche de C, elle ne peut être exclu que l’émission radio provienne de B ou G, ou même d’une combinaison des galaxies.
Les résultats suggèrent qu’un AGN pilote l’émission radio nouvellement détectée dans la région centrale de SPT2349-56. Cet AGN radio-fort a un spectre raide, avec un indice de -1,58, et sa densité de luminosité à 2,2 GHz a été mesurée à environ 44 YW/Hz. La puissance du jet radio de cet AGN est estimée à environ 100 000 milliards de YW.
Résumant les résultats, les astronomes ont ajouté qu’aucun autre signe clair d’activité AGN n’a encore été détecté dans SPT2349-56. Ils ont souligné que leur découverte pourrait nous aider à mieux comprendre la formation et l’évolution de ce protocluster.
« Le fait que la radio AGN soit détectée dans la graine centrale hypothétique d’un BCG en croissance [brightest cluster galaxy] avec une masse stellaire importante déjà en place fait de cette découverte un nouvel ingrédient important dans la compréhension de la formation et de l’évolution de l’amas », ont conclu les auteurs de l’article.
Plus d’information:
Scott C. Chapman et al, Brightest Cluster Galaxy Formation in the z=4.3 Protocluster SPT2349-56 : Discovery of a Radio-Loud AGN, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2301.01375
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