Des astronomes confirment la deuxième radiogalaxie la plus lointaine, la plus puissante de son type

Des astronomes ont confirmé une radiogalaxie dont la lumière provient d’il y a près de 12,5 milliards d’années, selon un article mis en ligne sur le serveur de prépublication arXiv le 23 septembre. La source, TXS 2354+015, se situe à un redshift de 4,946, une mesure de distance fondée sur l’ampleur avec laquelle l’expansion de l’univers a étiré sa lumière. À ce redshift, l’univers avait moins de 1,2 milliard d’années. L’équipe était dirigée par Barbara Balmaverde, de l’Observatoire astrophysique INAF de Turin.

Les radiogalaxies comme celle-ci sont alimentées lorsque de la matière tombe sur le trou noir supermassif central d’une galaxie. Selon l’article, l’activité d’accrétion qui en résulte peut alimenter un noyau actif de galaxie et lancer des jets relativistes de plasma — des flux de particules chargées se déplaçant près de la vitesse de la lumière — qui produisent de grandes quantités d’ondes radio. Les astronomes appellent ces objets des noyaux actifs de galaxies à forte émission radio, ou RLAGNs.

L’équipe a trouvé la galaxie en combinant des images optiques profondes du relevé Subaru Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program avec des catalogues radio, notamment TGSS à 150 MHz et VLASS à 3 GHz. Elle a recherché des galaxies présentant une signature de « dropout », dans laquelle des nuages interposés d’hydrogène neutre absorbent la lumière ultraviolette et font chuter brutalement le spectre optique observé. La recherche couvrait des redshifts de 4,5 à 5,3, lorsque l’univers avait de 1,1 à 1,3 milliard d’années.

Les chercheurs ont confirmé le redshift à l’aide d’une raie d’émission Lyman-alpha prononcée et d’une seconde raie d’émission plus faible. Ils ont également vérifié si les signaux optique et radio étaient un alignement fortuit ; l’article indique que la correspondance positionnelle précise, la rareté de la luminosité radio et le rapport attendu entre émission radio et émission optique étayaient tous une véritable source radio avec une contrepartie optique. L’article rapporte que TXS 2354+015 est la deuxième radiogalaxie la plus lointaine jamais découverte.

Lorsque les chercheurs ont calculé sa puissance radio intrinsèque, indique l’article, TXS 2354+015 s’est révélée plus puissante que toute autre radiogalaxie à haut redshift connue dans la littérature existante. Selon l’article, les radiogalaxies les plus puissantes de l’univers primitif sont cachées par une bulle de gaz poussiéreux, seul le jet radio parvenant à s’échapper et à être vu directement. L’article note qu’une étude de 2024 suggère que jusqu’à 90 % de ces sources à des redshifts supérieurs à 3,5 pourraient être cachées dans les bandes ultraviolette et optique, ce qui les rend difficiles à trouver et à confirmer spectroscopiquement. L’approche dominante pour traquer les sources radio, qui identifie des spectres anormalement raides, semble manquer une grande partie de la population réelle, ajoute l’article.