Les astronomes ont identifié le laser micro-onde le plus puissant et le plus éloigné – un phénomène connu sous le nom de maser – jamais observé, provenant de deux galaxies fusionnant à environ 8 milliards d’années-lumière. Cette découverte, réalisée à l’aide du télescope MeerKAT en Afrique du Sud, offre un aperçu unique des conditions des premières collisions galactiques et pourrait remodeler notre compréhension de l’évolution des galaxies aux premiers balbutiements de l’univers.
Qu’est-ce qu’un Maser ?
Un maser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) est essentiellement un laser fonctionnant dans la partie micro-onde du spectre électromagnétique. Tout comme un laser, il nécessite un ensemble spécifique de conditions pour se former :
- Atomes excités : Les atomes doivent d’abord être alimentés dans un état instable et à haute énergie.
- Émission stimulée : Lorsque des photons (particules lumineuses) interagissent avec ces atomes excités, ils les déclenchent pour libérer des photons supplémentaires à la même fréquence, créant ainsi un faisceau de rayonnement cohérent.
Dans les galaxies, ce processus se produit lorsque les nuages de gaz sont comprimés lors de collisions, entraînant une formation accrue d’étoiles. La lumière résultante peut exciter les ions hydroxyle (combinaisons d’hydrogène et d’oxygène) vers des niveaux d’énergie plus élevés. Lorsqu’ils sont bombardés d’ondes radio – souvent provenant de trous noirs supermassifs – ces ions libèrent soudainement une explosion concentrée de rayonnement micro-ondes, formant le maser.
La découverte de H1429-0028
Le maser nouvellement observé provient de la galaxie H1429-0028. Son extrême luminosité est en partie due à la lentille gravitationnelle : une galaxie massive au premier plan plie et amplifie la lumière de H1429-0028, la faisant apparaître encore plus brillante qu’elle ne le serait autrement.
L’équipe, dirigée par Roger Deane de l’Université de Pretoria, recherchait initialement des galaxies riches en hydrogène moléculaire lorsqu’elle est tombée sur un signal maser inhabituellement puissant. “C’était un hasard”, a déclaré Deane, notant que le signal était “immédiatement un record”.
Gigamasers et perspectives d’avenir
L’intensité de ce maser suggère qu’il pourrait appartenir à une nouvelle catégorie plus puissante : le gigamaser. On estime que ce faisceau est 100 000 fois plus lumineux qu’une étoile, concentré dans une gamme de fréquences étroite.
Le Square Kilometer Array, un radiotélescope de nouvelle génération actuellement en cours de développement, permettra aux astronomes de détecter des masers similaires à des distances encore plus grandes. Ces observations de masers de galaxies lointaines fourniront des informations cruciales sur la façon dont les galaxies ont fusionné au début de l’univers, car ces conditions sont extrêmement spécifiques :
“Vous avez besoin de cette émission radio continue et de cette émission infrarouge, que vous obtenez uniquement de la poussière chauffée autour des étoiles en formation. Afin d’obtenir ces conditions physiques très spécifiques pour obtenir le maser en premier lieu, vous avez besoin de fusionner des galaxies. ” – Matt Jarvis, Université d’Oxford
Les conditions nécessaires à la formation du maser – formation intense d’étoiles, émissions d’ondes radio et compositions de poussière spécifiques – sont révélatrices de galaxies en collision. En étudiant ces signaux lointains, les scientifiques espèrent reconstituer la chronologie des fusions galactiques et mieux comprendre comment les grandes structures se sont formées dans le cosmos.
En conclusion, la détection de ce maser record n’est pas seulement un exploit astronomique, mais aussi un tremplin vers la découverte des secrets de l’univers primitif. Les observations futures promettent d’en révéler davantage sur l’évolution galactique, offrant ainsi une image plus claire de la naissance du cosmos.
