Des astronomes captent des signaux radio d’une galaxie lointaine

Un plat du radiotélescope géant Metrewave (GMRT) près de Pune, Maharashtra, Inde. Crédit : Centre national de radioastrophysique

Explorer des galaxies à des distances bien plus grandes que la Terre peut maintenant être à portée de main.

Comment les étoiles se forment-elles dans les galaxies lointaines ? Les astronomes tentent depuis longtemps de répondre à cette question en détectant les signaux radio émis par les galaxies proches. Cependant, ces signaux s’affaiblissent à mesure que la galaxie s’éloigne de la Terre, ce qui rend difficile leur détection par les radiotélescopes actuels.

Aujourd’hui, des chercheurs de Montréal et d’Inde ont capté un signal radio de la galaxie la plus éloignée à ce jour à une longueur d’onde spécifique connue sous le nom de ligne de 21 cm, permettant aux astronomes d’approfondir les mystères de l’univers primitif. Avec l’aide du radiotélescope Giant Meterwave en Inde, c’est la première fois que ce type de signal radio est détecté à une si grande distance.

Détecter le signal de la galaxie lointaine

Illustration montrant la détection d’un signal provenant d’une galaxie lointaine. 1 crédit

« Une galaxie émet différents types de signaux radio. Jusqu’à présent, il n’était possible de capter ce signal particulier que d’une galaxie proche, ce qui limite notre connaissance des galaxies les plus proches de la Terre », explique Arnab Chakraborty, chercheur postdoctoral à l’Université McGill. sous la supervision du professeur Matt Dobbs.

Mais avec l’aide d’un phénomène naturel appelé lentille gravitationnelle, nous pouvons capter un faible signal à une distance record. Cela nous aidera à comprendre la formation des galaxies à des distances beaucoup plus grandes de la Terre. »

Un retour dans le temps jusqu’à l’univers primitif

Pour la première fois, des chercheurs ont pu détecter le signal d’une galaxie lointaine en formation d’étoiles connue sous le nom de SDSSJ0826+5630 et mesurer la composition de son gaz. Les chercheurs notent que la masse atomique du gaz contenu dans cette galaxie particulière est presque le double de la masse des étoiles visibles pour nous.

Un signal radio d'une galaxie lointaine

Image d’un signal radio de la galaxie. Crédit : Chakraborty et Roy/NCRA-TIFR/GMRT

Le signal détecté par l’équipe a été émis par cette galaxie alors que l’univers n’avait que 4,9 milliards d’années, permettant aux chercheurs d’entrevoir les mystères de l’univers primitif. « C’est l’équivalent de regarder en arrière dans le temps 8,8 milliards d’années », explique Chakraborty, qui étudie la cosmologie au Département de physique de l’Université McGill.

Capturez le signal d’une galaxie lointaine

« La lentille gravitationnelle amplifie le signal provenant d’un objet distant pour nous aider à regarder dans l’univers primitif. Dans ce cas précis, le signal est déformé par la présence d’un autre objet massif, une autre galaxie, entre la cible et l’observateur. Cela amplifie le signal par un facteur de 30, permettant au télescope de les capturer », explique le co-auteur Nirupam Roy, professeur agrégé au Département de physique de l’Indian Institute of Science.

Selon les chercheurs, ces résultats montrent la faisabilité d’observer des galaxies lointaines dans des situations similaires en utilisant la lentille gravitationnelle. Cela ouvre également de nouvelles opportunités passionnantes pour étudier l’évolution cosmique des étoiles et des galaxies à l’aide des radiotélescopes à basse fréquence d’aujourd’hui.

Référence : « Émission HI de 21 cm détectée à partir d’une galaxie à lentille intense à z ∼1,3 » par Arnab Chakraborty et Nirupam Roy, 23 décembre 2022, disponible ici. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
DOI : 10.1093/mnras/stac3696

Le radiotélescope géant Metrewave est construit et exploité par NCRA-TIFR. La recherche a été financée par l’Université McGill et l’Indian Institute of Science.

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