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# Physique# Astrophysique des galaxies

Les astronomes découvrent un quasar éloigné et caché

Une galaxie lointaine abrite un quasar rare et fortement obscurci, révélant de nouvelles perspectives.

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Nouveau quasar lointainNouveau quasar lointainidentifiémystères cosmiques.super caché, ouvrant la porte à desDes chercheurs ont découvert un quasar
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Les astronomes ont fait une découverte importante dans l'univers immense, trouvant une galaxie lointaine à 7,65 milliards d'années-lumière. Cette galaxie abrite un type d'objet spécial connu sous le nom de quasar radio-bruyant, qui semble être caché derrière de grosses couches de poussière et de gaz. Cette découverte a été réalisée grâce aux outils avancés du télescope spatial James Webb, entre autres observatoires.

C'est quoi un Quasar ?

Pour comprendre l'importance de cette découverte, il faut d'abord clarifier ce qu'est un quasar. Un quasar est une zone extrêmement brillante et énergétique entourant un trou noir supermassif au centre d'une galaxie. Quand de la matière tombe dans le trou noir, elle chauffe et émet de la lumière, rendant les Quasars parmi les objets les plus lumineux de l'univers.

Mais tous les quasars ne sont pas faciles à observer. Certains sont obscurcis par de la poussière et du gaz, ce qui rend leur détection difficile dans certaines longueurs d'onde de lumière, surtout dans le domaine optique. Cette découverte récente se concentre sur l'un de ces quasars obscurcis, offrant un aperçu de la façon dont ces énormes trous noirs auraient pu se former tôt dans l'univers.

L'Importance des Découvertes Récentes

Les avancées récentes en technologie d'observation spatiale ont permis aux astronomes d'identifier des trous noirs puissants beaucoup plus anciens que ce qu'on pensait auparavant. Ces découvertes ont lancé des discussions sur la façon dont des structures aussi massives ont pu se former si tôt après le big bang. En étudiant les quasars obscurcis, les scientifiques peuvent obtenir des informations sur la croissance et le comportement des Galaxies durant les premières années de l'univers.

Pourquoi se Concentrer sur les Quasars Fortement Obscurcis ?

Étudier les quasars fortement obscurcis est crucial pour plusieurs raisons :

  1. Accès aux Propriétés de la Galaxie Hôte : Quand les quasars sont obscurcis, la lumière qu'ils émettent est considérablement réduite. Cela permet aux scientifiques d'observer les galaxies hôtes plus clairement, car la lumière brillante du quasar ne surcharge pas les observations.

  2. Comprendre la Population de Quasars : On estime qu'une grande majorité des quasars dans l'univers primitif étaient obscurcis. En identifiant ces objets, on peut mieux comprendre les caractéristiques et les comportements des quasars à cette époque.

  3. Complexités de l'Obscuration : Les mécanismes de comment et pourquoi les quasars sont obscurcis restent un sujet de recherche. Les observations montrent qu'à des décalages vers le rouge plus élevés, correspondant à des temps plus anciens dans l'univers, les galaxies sont plus chaotiques et denses, ce qui augmente l'obscuration des quasars.

Le Processus de Découverte

Le nouveau quasar candidat, nommé COSW-106725, a été situé dans une zone spécifique du cosmos connue sous le nom de champ COSMOS-Web. Cette zone a été intensivement observée avec une variété d'instruments pendant de nombreuses années. Ce quasar a été détecté pour la première fois grâce à une combinaison d'imagerie infrarouge proche, radio et submillimétrique.

En combinant les données de différentes sources, les astronomes ont pu créer une image plus claire de ce quasar lointain. Les observations comprenaient des mesures prises à diverses longueurs d'onde, permettant aux scientifiques de recueillir des informations détaillées sur cet objet unique.

Observations et Découvertes

Grâce aux observations du télescope spatial James Webb, ainsi qu'aux données collectées à partir de télescopes au sol, les astronomes ont trouvé que ce quasar était extrêmement brillant dans le spectre radio, indiquant la présence d'un trou noir puissant. Malgré ses émissions radio brillantes, le quasar n'était pas facilement visible dans le domaine optique à cause de sa forte obscuration.

L'obscuration était jugée significative, ce qui indique que le quasar existait dans des conditions où son énergie était principalement cachée. Les observations ont révélé que le quasar émettait un type particulier de radiation, permettant aux scientifiques d'estimer sa distance et sa masse.

Études Multi-Longueurs d'Onde

Un aspect clé de cette découverte impliquait des études multi-longueurs d'onde. En observant le quasar à travers différents types de lumière-comme l'infrarouge, le submillimétrique et les ondes radio-les scientifiques ont pu recueillir une mine d'informations sur ses propriétés. Les différentes longueurs d'onde représentent les différentes énergies de la lumière et offrent des aperçus sur la composition, la structure et le comportement de l'objet.

Les chercheurs ont noté qu'une grande partie de l'énergie produite par le quasar est émise dans la plage infrarouge moyenne. C'est une découverte cruciale, car de nombreuses études précédentes ont peut-être plus ciblé la lumière dans le domaine optique, risquant de négliger des aspects significatifs des quasars obscurcis.

Implications pour la Croissance et l'Évolution des Trous Noirs

Les découvertes concernant COSW-106725 suggèrent que la croissance des trous noirs supermassifs a pu se produire beaucoup plus tôt dans l'univers que ce qui était pensé. La combinaison des observations radio et submillimétriques a révélé que ce quasar avait une Luminosité spécifique, indiquant un trou noir puissant qui est encore en train de croître dans un environnement dense.

Cela soulève des questions sur la façon dont les trous noirs se sont formés et évolués durant les premières époques de l'univers. Les conditions uniques observées dans des quasars aussi lointains pourraient fournir des indices sur les processus qui ont alimenté la croissance rapide dans le milliard d'années suivant le big bang.

Surmonter les Défis d'Identification des Objets Obscurcis

Identifier les quasars fortement obscurcis reste un défi complexe. De nombreux autres quasars à des distances similaires sont probablement présents mais passent inaperçus à cause de leur nature cachée. Des outils comme le télescope spatial James Webb sont conçus pour explorer les régions infrarouges moyennes du spectre, offrant ainsi de nouvelles façons de voir des objets que l'on pensait auparavant perdus dans la brume cosmique.

Les chercheurs ont souligné l'importance de combiner différentes approches d'observation, y compris celles des télescopes au sol et spatiaux, pour révéler pleinement les structures cachées de l'univers. Ce type d'approche multi-longueurs d'onde est essentiel pour faire avancer notre compréhension des phénomènes cosmiques.

La Signification de COSW-106725

La découverte de COSW-106725 en tant que quasar lointain et fortement obscurci ajoute une pièce importante au puzzle plus large de la compréhension de l'évolution des galaxies et des trous noirs. Le quasar est désormais considéré comme l'un des exemples les plus reculés de son genre, ce qui montre le potentiel de trouver des objets similaires qui pourraient encore éclairer l'évolution de l'univers.

L'existence de tels objets suggère que les époques antérieures pourraient abriter des quasars plus lumineux et puissants que ce qui est actuellement estimé. Cela ouvre des possibilités excitantes pour la recherche future où les astronomes pourront continuer à repousser les limites de notre connaissance sur le cosmos.

Un Regard vers le Futur

À mesure que la technologie s'améliore et que plus de données sont collectées, les scientifiques espèrent mieux comprendre la formation et la croissance des trous noirs supermassifs. Les observations futures, notamment avec le télescope spatial James Webb et d'autres instruments avancés, permettront aux astronomes de pénétrer plus profondément dans l'univers et de découvrir d'autres objets cachés comme COSW-106725.

En continuant à étudier ces quasars distants et obscurcis, les chercheurs peuvent reconstituer l'histoire des trous noirs et des galaxies, façonnant notre compréhension de l'évolution de l'univers et des processus fondamentaux qui le régissent. L'exploration continue promet d'enrichir notre connaissance du cosmos et d'inspirer les futures générations à lever les yeux vers les étoiles.

Source originale

Titre: Uncovering a Massive z~7.7 Galaxy Hosting a Heavily Obscured Radio-Loud QSO Candidate in COSMOS-Web

Résumé: In this letter, we report the discovery of the highest redshift, heavily obscured, radio-loud AGN candidate selected using JWST NIRCam/MIRI, mid-IR, sub-mm, and radio imaging in the COSMOS-Web field. Using multi-frequency radio observations and mid-IR photometry, we identify a powerful, radio-loud (RL), growing supermassive black hole (SMBH) with significant spectral steepening of the radio SED ($f_{1.28 \mathrm{GHz}} \sim 2$ mJy, $q_{24\mu m} = -1.1$, $\alpha_{1.28-3\mathrm{GHz}}=-1.2$, $\Delta \alpha = -0.4$). In conjunction with ALMA, deep ground-based observations, ancillary space-based data, and the unprecedented resolution and sensitivity of JWST, we find no evidence of AGN contribution to the UV/optical/NIR data and thus infer heavy amounts of obscuration (N$_{\mathrm{H}} > 10^{23}$ cm$^{-2}$). Using the wealth of deep UV to sub-mm photometric data, we report a singular solution photo-z of $z_\mathrm{phot}$ = 7.7$^{+0.4}_{-0.3}$ and estimate an extremely massive host-galaxy ($\log M_{\star} = 11.4 -12\,\mathrm{M}_{\odot}$) hosting a powerful, growing SMBH (L$_{\mathrm{Bol}} = 4-12 \times 10^{46}$ erg s$^{-1}$). This source represents the furthest known obscured RL AGN candidate, and its level of obscuration aligns with the most representative but observationally scarce population of AGN at these epochs.

Auteurs: Erini Lambrides, Marco Chiaberge, Arianna Long, Daizhong Liu, Hollis B. Akins, Andrew F. Ptak, Irham Taufik Andika, Alessandro Capetti, Caitlin M. Casey, Jaclyn B. Champagne, Katherine Chworowsky, Tracy E. Clarke, Olivia R. Cooper, Xuheng Ding, Dillon Z. Dong, Andreas L. Faisst, Jordan Y. Forman, Maximilien Franco, Steven Gillman, Ghassem Gozaliasl, Kirsten R. Hall, Santosh Harish, Christopher C. Hayward, Michaela Hirschmann, Taylor A. Hutchison, Knud Jahnke, Shuowen Jin, Jeyhan S. Kartaltepe, Emma T. Kleiner, Anton M. Koekemoer, Vasily Kokorev, Sinclaire M. Manning, Crystal L. Martin, Jed McKinney, Colin Norman, Kristina Nyland, Masafusa Onoue, Brant E. Robertson, Marko Shuntov, John D. Silverman, Massimo Stiavelli, Benny Trakhtenbrot, Eleni Vardoulaki, Jorge A. Zavala, Natalie Allen, Olivier Ilbert, Henry Joy McCracken, Louise Paquereau, Jason Rhodes, Sune Toft

Dernière mise à jour: 2023-12-15 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2308.12823

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.12823

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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