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Des centaines de milliers de galaxies découvertes

Alain Labelle

Une nouvelle carte du ciel de l'Univers distant créée à partir des données recueillies à l'aide du radiotélescope européen LOFAR a permis de recenser des centaines de milliers de galaxies inconnues jusqu'à aujourd'hui.

La galaxie spirale M106. Agrandir l’imageLa galaxie spirale M106 vue ici dans une image optique (Sloan Digital Sky Survey) superposée avec les émissions radio LOFAR (en jaune orangé). Photo : Observatoire de Paris/Cyril Tasse/PSL/LOFAR

Cette carte permet aussi de mieux cerner des phénomènes célestes comme les trous noirs supermassifs, mais également de mieux comprendre l'évolution des amas de galaxies.

Le saviez-vous?

Des travaux réalisés en 2016 ont montré qu'il y a au moins 10 fois plus de galaxies qu'on le pensait dans l'Univers observable, c'est-à-dire environ 200 milliards.

Un œil sur l’Univers

LOFAR (abréviation de LOw Frequency ARray) est un réseau de 100 000 antennes réparties dans 50 stations d’observation situées dans cinq pays européens (Pays-Bas, France, Suède, Royaume-Uni et Allemagne). LOFAR constitue le plus grand radiotélescope au monde.

Des dizaines d’institutions participent à l’analyse des gigantesques quantités de données générées par le projet, dont l’Observatoire de Paris, en France.

La partie française de LOFAR est implantée à Nançay au sein de la station de radioastronomie de l’Observatoire de Paris.La partie française de LOFAR est implantée à Nançay au sein de la station de radioastronomie de l’Observatoire de Paris. Photo : Observatoire de Paris

Ce type de radiotélescope observe de la lumière de très basse énergie, invisible à l’œil humain et à tout télescope optique.

Il a la particularité d’opérer à très basses fréquences (entre 10 et 250 mégahertz) dans un domaine d’énergie essentiellement inexploré à ce jour.

Une première carte

Cette carte ne montre que 2,5 % du ciel de l’hémisphère nord, mais contient quand même plus de 300 000 objets astrophysiques, dont 90 % d’entre eux étaient jusqu’ici inconnus.

Ces sources de rayonnement radio sont si distantes que leur lumière a voyagé des milliards d’années avant d’atteindre les antennes de LOFAR.

Les informations inédites extraites des premières données permettent de mieux cerner la nature d’objets célestes dont la nature reste difficile à cerner,

Des trous noirs supermassifs

L’origine des trous noirs supermassifs qui se trouvent au cœur des galaxies reste à ce jour énigmatique. Quand la matière est aspirée par ce type de trou noir, des jets de particules très énergétiques se forment et perturbent l’environnement de la galaxie.

Galaxie abritant un noyau actif en son centre.Agrandir l’imageGalaxie abritant un noyau actif en son centre. Photo : LOFAR/Observatoire de Paris/Cyril Tasse

Des ondes radio sont alors émises. L’observation radio de ces objets a permis d’étudier les processus de croissance des trous noirs supermassifs, et leur rôle dans la formation des galaxies.

Les présentes observations révèlent ainsi que les trous noirs supermassifs associés aux galaxies les plus massives sont toujours actifs, et que de la matière tombe sans cesse en leur intérieur depuis des milliards d’années. Des images produites par LOFAR permettent aussi d’étudier comment les trous noirs bouleversent périodiquement la dynamique du milieu intergalactique.

Des amas de galaxies scrutés

Les astrophysiciens savent depuis quelques années que les ondes de choc créées par les gigantesques mouvements du gaz du milieu intergalactique peuvent accélérer des particules jusqu’aux très hautes énergies nécessaires à l’émission d’ondes radio. En particulier, les amas de galaxies (qui contiennent des centaines ou des milliers de galaxies) en entrant en collision génèrent des émissions radio qui peuvent s’étendre sur des millions d’années-lumière.

Un amas de galaxies vu par LOFAR.Agrandir l’imageUn amas de galaxies vu par LOFAR Photo : LOFAR/Observatoire de Paris/Cyril Tasse

LOFAR a observé ces émissions en abondance, et les données recueillies permettent d’étudier la dynamique de la structure à grande échelle de l’Univers.

Vers une carte complète

Le but ultime des scientifiques est de créer une carte à haute résolution de l’ensemble du ciel de l’hémisphère nord, qui révélera environ 15 millions de sources radio.

L’objectif pourrait être atteint vers 2024, et risque d’avoir un impact majeur sur notre compréhension de l’Univers.

En outre, la construction d'un autre radiotélescope basse fréquence (SKA) doit démarrer dans l’hémisphère Sud en 2020.

Les découvertes sont décrites dans une série de 26 articles publiés dans un numéro spécial de la revue Astronomy & Astrophysics (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

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