La formation d’étoiles au sein de puissants jets de matière issus de trous noirs supermassifs occupant les centres galactiques a été observée à l’aide du Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral situé à Paranal au Chili. Cette observation pourrait permettre d’élucider quelques énigmes sur la création des galaxies. Explications:

Ces observations montrent que des étoiles peuvent se créer dans ce type d’environnement pour le moins extrême.

Cette découverte chambarde notre compréhension des propriétés et de l’évolution des galaxies.

L’équipe d’astrophysiciens européens a suivi, en direct, une collision entre deux galaxies situées à quelque 600 millions d’années-lumière de la Terre. Elle a notamment observé les gigantesques flux de matière issus du trou noir supermassif qui occupe le centre de la galaxie méridionale, et détecté la présence d’étoiles nées au sein même de ces jets de matière.

Ces flux sont propulsés par l’énorme quantité d’énergie produite au cœur même des centres galactiques, reconnus pour être actifs et très turbulents. Des trous noirs supermassifs occupent les centres de la plupart des galaxies, comme notre Voie lactée.

En absorbant de la matière, ces trous noirs chauffent le gaz environnant puis l’expulsent de la galaxie hôte sous l’aspect de puissants vents.

Jusqu’à maintenant, de nombreux astronomes jugeaient impossible que des étoiles puissent se former au sein de ces jets, dans des conditions si extrêmes. De plus, le processus n’avait pas été observé. C’était avant les travaux de Roberto Maiolino de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni et ses collègues.

« Parce qu’ils attestent, sans ambiguïté aucune, de la création d’étoiles au sein de ces jets, nos résultats sont particulièrement enthousiasmants. » – Roberto Maiolino

L’équipe a focalisé son attention sur les étoiles situées à l’intérieur même du jet, ainsi que sur le gaz environnant. Deux des instruments de spectroscopie qui équipent le VLT ont permis d’analyser en détail les propriétés de la lumière émise par les trous noirs afin d’en déterminer la source précise.

Le rayonnement issu des étoiles jeunes a pour effet d’exciter les atomes du gaz environnant, qui se teinte alors d’une coloration particulière. L’extrême sensibilité des instruments du télescope a permis aux scientifiques d’écarter les autres sources possibles de cet éclairement, comme les collisions au sein même du gaz et le noyau actif de la galaxie.

Résultat : les chercheurs ont détecté, de manière directe et sans équivoque, la présence d’une population d’étoiles jeunes au sein du jet de matière. Ces astres sont âgés de quelques dizaines de millions d’années. Une étude préliminaire laisse à penser qu’elles sont plus chaudes et plus brillantes que les étoiles s’étant formées au sein d’environnements moins extrêmes, tel le disque galactique.

Cette nouvelle connaissance pourrait permettre d’élucider quelques énigmes astrophysiques, comme :

• les formes qu’arborent certaines galaxies;
• l’enrichissement en éléments lourds de l’espace intergalactique;
• l’origine du mystérieux rayonnement cosmique infrarouge.

« Si, comme certaines théories l’envisagent, des étoiles se forment au sein de la plupart des jets galactiques, nous disposerions d’un scénario d’évolution des galaxies totalement nouveau. » – Roberto Maiolino

Les résultats de cette étude paraîtront au sein de la revue Nature.