La lentille cosmique détecte une faible radio galaxie à plus de 8 milliards d’années-lumière de la Terre

Image composite du Galaxy Cluster MACSJ0717.5 + 3745, avec une image radio VLA superposée à l’image en lumière visible du télescope spatial Hubble. Le retrait est un détail de la galaxie lointaine VLAHFF-J071736.66 + 374506.4 – probablement l’objet radio-émetteur le plus faible trouvé – révélé par l’effet grossissant d’une lentille gravitationnelle. Crédit: Heywood et al. Sofia Dagnello, NRAO / AUI / NSF; STScI.

Les radiotélescopes sont les récepteurs radio les plus sensibles au monde, et ils sont capables de trouver des touffes extrêmement faibles d’émissions radio provenant d’objets dans les régions les plus éloignées de l’univers. Récemment, une équipe d’astronomes a utilisé le tableau Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation pour profiter du coup de main de la nature pour découvrir une galaxie lointaine qui est probablement l’objet émetteur le plus faible à ce jour.

La découverte faisait partie du VLA Frontier Fields Legacy Survey, dirigé par l’astronome de la NRAO Eric Murphy, qui a utilisé des amas de galaxies éloignées comme lentilles naturelles pour étudier des objets éloignés. Les amas agissaient comme des lentilles gravitationnelles, utilisant la force gravitationnelle des galaxies dans les amas pour plier et amplifier la lumière et les ondes radio provenant d’objets éloignés.

Galaxy Cluster MACSJ0717.5 + 3745

Une image radio VLA superposée à l’image du télescope spatial Hubble de l’amas de galaxies MACSJ0717.5 + 3745. Les objets orange-rouge proéminents sont de grandes structures appelées résidus radio, et peuvent être provoqués par des ondes de choc au sein de l’amas. Crédit: Heywood et al. Sofia Dagnello, NRAO / AUI / NSF; STScI.

Dans ce composé, l’image radio VLA est superposée à l’image lumière visible de Le télescope spatial Hubble. Les principaux objets orange-rouge sont des restes radio – de grandes structures éventuellement déclenchées par des ondes de choc – au sein du groupe de galaxies de premier plan, appelé MACSJ0717.5 + 3745, qui sont à plus de 5 milliards d’années-lumière de la Terre.

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Des observations détaillées du VLA ont montré que de nombreuses galaxies de cette image émettent des ondes radio en plus de la lumière visible. Les données du VLA ont révélé que l’une de ces galaxies, montrée dans le pullback, est à plus de 8 milliards d’années-lumière. Ses ondes lumineuses et radio ont été déformées par l’effet d’une lentille gravitationnelle en amas interférant.

Les astronomes ont déclaré que l’image radio de cette galaxie lointaine, appelée VLAHFF-J071736.66 + 374506.4, a été agrandie plus de 6 fois par une lentille gravitationnelle. C’est ce grossissement qui a permis au VLA de le découvrir.

Galaxy VLAHFF-J071736.66 + 374506.4

La galaxie lointaine, VLAHFF-J071736.66 + 374506.4, est à plus de 8 milliards d’années-lumière de la Terre. Crédit: Heywood et al. Sofia Dagnello, NRAO / AUI / NSF; STScI.

“Il s’agit probablement de l’objet d’émission radio le plus faible jamais découvert”, a déclaré Ian Heywood, de l’Université d’Oxford au Royaume-Uni. «C’est exactement pourquoi nous voulons utiliser ces amas de galaxies comme de puissantes lentilles cosmiques pour en savoir plus sur les objets derrière eux».

“ Le grossissement fourni par la lentille gravitationnelle, combiné à l’imagerie VLA très sensible, nous a donné un regard sans précédent sur la structure d’une galaxie 300 fois moins massive que Voie Lactée À une époque où l’univers avait moins de la moitié de son âge actuel. Cela nous donne des informations précieuses sur la formation des étoiles dans ces galaxies de faible masse à l’époque et sur la façon dont elles ont finalement convergé vers des galaxies plus massives, a déclaré Eric Jimenez-Andrade de NRAO.

Les scientifiques rapportent leurs travaux dans deux articles en Le journal astrophysique.

Les références:

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«VLA Border Field Scanning: High Resolution Deep Radiography of MACS Lens Clusters at 3 and 6 GHz» par I. Hywood, EJ Murphy, EF Jiménez-Andrade, L. Armus, WD Cotton, C. DeCoursey, M. Dickinson, TJW Lazio, E. Momjian, K. Penner, moi. Smile et Om Smirnov, acceptable, Le journal astrophysique.
arXiv: 2103.07806

«L’enquête sur le terrain de la frontière VLA: une comparaison du volume radio et optique des rayons UV de 0,3 μz3 de galaxies de formation d’étoiles» par EF Jiménez-Andrade, EJ Murphy, I. Heywood, I. Smail, K. Penner, E. Momjian , M.. Dickinson, L. Armus et TJW Lazio, Accepté, Le journal astrophysique.
arXiv: 2103.07807

L’Observatoire national de radioastronomie est une installation de la National Science Foundation, et est exploité dans le cadre d’un accord de collaboration entre Associated Universities, Inc.

Jacinthe Poulin

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