Une violente collision cosmique au cours de laquelle une galaxie en transperce une autre d’un intense rayonnement cosmique a été observée à l’aide du Très Grand Télescope (TGT) et du réseau d'antennes ALMA installés dans le désert d’Atacama, au Chili.

Les données publiées dans la revue Nature (nouvelle fenêtre) (en anglais) par des astrophysiciens associés à l’Observatoire européen austral (ESO) montrent que le rayonnement atténue la capacité de la galaxie transpercée à former de nouvelles étoiles.

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Joute cosmique

Les deux galaxies se déplacent l’une vers l’autre à tour de rôle à une vitesse de 500 km/s sur une trajectoire de collision violente, mais ne font finalement que s’effleurer avant de se replier.

Nous avons surnommé le système "la joute cosmique".

Un combat déséquilibré

Sur une illustration artistique fournie par l’ESO, il est possible de voir que la galaxie de droite héberge un quasar en son centre alimenté par un trou noir supermassif.

Celui-ci émet un puissant rayonnement qui transperce l'autre galaxie comme une lance, indique le communiqué publié par l’ESO.

C’est la première fois qu’on observe directement l’effet de la radiation d’un quasar sur la structure interne du gaz d’une galaxie.

Observer le passé lointain

D'après les astrophysiciens, les quasars et les fusions de galaxies étaient autrefois beaucoup plus courants.

Selon ce que nous savons de l’évolution de l’Univers, ils apparaissaient plus fréquemment au cours des premiers milliards d'années de l'Univers. Pour cette raison, les astronomes doivent utiliser de puissants télescopes pour les détecter dans le passé lointain.

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Ainsi, la lumière de cette joute cosmique a mis plus de 11 milliards d'années à parvenir à la Terre, de sorte que nous la voyons telle qu'elle était lorsque l'Univers n'avait que 18 % de son âge actuel, résume le communiqué de l’ESO.

Les récentes observations indiquent que la radiation émise par le quasar perturbe les nuages de gaz et de poussière de la galaxie régulière, ne laissant derrière elle que les régions les plus petites et les plus denses.

Ces zones seraient probablement trop réduites pour permettre la formation d’étoiles, privant ainsi la galaxie blessée de ses pouponnières stellaires, dans une transformation aussi spectaculaire que radicale.

Transformation mutuelle

La transformation ne frappe pas seulement la galaxie régulière, selon Sergei Balashev.

On pense que ces fusions apportent d'énormes quantités de gaz aux trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies.

Dans cette joute cosmique, de nouvelles réserves de carburant sont mises à la portée du trou noir qui alimente le quasar. Lorsque le trou noir se nourrit, le quasar peut poursuivre son attaque dévastatrice, note le communiqué.

C’est grâce à la haute résolution d'ALMA que les astronomes ont pu distinguer clairement les deux galaxies en fusion, qui sont si proches l'une de l'autre qu'elles semblaient ne former qu'un seul objet dans les observations précédentes. L’un des instruments du TGT a pour sa part permis d’analyser la lumière du quasar lorsqu'elle traverse la galaxie régulière et de déterminer que cette dernière souffre du rayonnement du quasar dans ce combat cosmique.

Des observations réalisées avec le télescope géant européen, qui doit entrer en fonction à l’horizon 2027, permettront de mieux décrire la nature de la collision et de mieux comprendre l'évolution des quasars et leur effet sur les galaxies hôtes et les galaxies voisines.