La mission WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA a conduit à une mine de nouveaux trous noirs supermassifs et de galaxies extrêmes appelées DOG chauds ou galaxies obscurcies par la poussière.
Les images du télescope ont révélé des millions de candidats de trous noirs poussiéreux à travers l'univers et environ 1 000 objets encore plus poussiéreux qui seraient parmi les galaxies les plus brillantes jamais trouvées. Ces puissantes galaxies, qui brûlent fortement avec la lumière infrarouge, sont surnommées des CHIENS chauds.
"WISE a exposé une ménagerie d'objets cachés", a déclaré Hashima Hasan, scientifique du programme WISE au siège de la NASA à Washington. "Nous avons trouvé un astéroïde dansant devant la Terre sur son orbite, les orbes en forme d'étoile les plus froides connues et maintenant, des trous noirs supermassifs et des galaxies se cachant derrière des capes de poussière."
WISE a scanné le ciel entier deux fois dans la lumière infrarouge, terminant son enquête au début de 2011. Comme des lunettes de vision nocturne sondant l'obscurité, le télescope a capturé des millions d'images du ciel. Toutes les données de la mission ont été rendues publiques, permettant aux astronomes de creuser et de faire de nouvelles découvertes.
Les dernières découvertes aident les astronomes à mieux comprendre comment les galaxies et les trous noirs géants de leurs centres se développent et évoluent ensemble. Par exemple, le trou noir géant au centre de notre galaxie de la Voie lactée, appelé Sagittaire A *, a 4 millions de fois la masse de notre soleil et a traversé des frénésies d'alimentation périodiques où la matière tombe vers le trou noir, se réchauffe et irradie son alentours. De plus grands trous noirs centraux, jusqu'à un milliard de fois la masse de notre soleil, peuvent même arrêter la formation d'étoiles dans les galaxies.
Dans une étude, les astronomes ont utilisé WISE pour identifier environ 2,5 millions de trous noirs supermassifs alimentant activement le ciel entier, s'étendant sur des distances de plus de 10 milliards d'années-lumière. Environ les deux tiers de ces objets n'avaient jamais été détectés auparavant car la poussière bloque leur lumière visible. WISE voit facilement ces monstres car leurs trous noirs puissants et accrétants réchauffent la poussière, la faisant briller dans la lumière infrarouge.
Cette vue agrandie d'une partie de l'enquête tout ciel de WISE montre une collection de candidats quasars. Crédit d'image: NASA / JPL-Caltech / UCLA
"Nous avons les trous noirs acculés", a déclaré Daniel Stern du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadena, Californie, auteur principal de l'étude WISE sur les trous noirs et scientifique du projet pour une autre mission de la NASA sur les trous noirs, le Nuclear Spectroscopic Telescope Array ( NuSTAR). «WISE les trouve à travers le ciel, tandis que NuSTAR nous donne un tout nouveau regard sur leur lumière à rayons X à haute énergie et apprend ce qui les fait vibrer.»
Dans deux autres articles de WISE, les chercheurs rapportent avoir découvert quelles sont parmi les galaxies les plus brillantes connues, l'un des principaux objectifs de la mission. Jusqu'à présent, ils ont identifié environ 1 000 candidats.
Ces objets extrêmes peuvent déverser plus de 100 billions de fois plus de lumière que notre soleil. Ils sont si poussiéreux, cependant, qu'ils n'apparaissent que dans les plus longues longueurs d'onde de la lumière infrarouge capturée par WISE. Le télescope spatial Spitzer de la NASA a suivi les découvertes plus en détail et a contribué à montrer qu'en plus d'accueillir des trous noirs supermassifs grignotant fiévreusement du gaz et de la poussière, ces chiens sont occupés à produire de nouvelles étoiles.
"Ces galaxies poussiéreuses, formant cataclysmiquement, sont si rares que WISE a dû balayer le ciel entier pour les trouver", a déclaré Peter Eisenhardt, auteur principal de l'article sur la première de ces galaxies brillantes et poussiéreuses, et scientifique de projet pour WISE au JPL. «Nous voyons également des preuves que ces records ont peut-être formé leurs trous noirs devant la majeure partie de leurs étoiles. Les «œufs» ont peut-être précédé les «poulets». »
Plus de 100 de ces objets, situés à environ 10 milliards d'années-lumière, ont été confirmés à l'aide du W.M. Observatoire Keck sur Mauna Kea, Hawaï, ainsi que l'observatoire Gemini au Chili, le télescope Hale de Palomar de 200 pouces près de San Diego et l'observatoire de télescope à miroirs multiples près de Tucson, Ariz.
Les observations WISE, combinées à des données à des longueurs d’ondes infrarouges encore plus longues de l’observatoire submillimétrique de Caltech au sommet de Mauna Kea, ont révélé que ces galaxies extrêmes sont plus de deux fois plus chaudes que d’autres galaxies infrarouges brillantes. Une théorie est que leur poussière est chauffée par une explosion d'activité extrêmement puissante du trou noir supermassif.
"Nous pouvons voir une nouvelle phase rare dans l'évolution des galaxies", a déclaré Jingwen Wu du JPL, auteur principal de l'étude sur les observations submillimétriques. Les trois articles sont publiés dans le Astrophysical Journal.
Les trois articles de revues techniques, y compris les fichiers PDF, sont disponibles à l'adresse http://arxiv.org/abs/1205.0811, http://arxiv.org/abs/1208.5517 et http://arxiv.org/abs/1208.5518.
Légende de l'image principale: Avec son levé infrarouge tout ciel, le Wide-field Infrared Survey Explorer de la NASA, ou WISE, a identifié des millions de candidats quasars. Crédit d'image: NASA / JPL-Caltech / UCLA
