Les astronomes observent un jet relativiste brillant depuis un blazar lointain

Les astronomes ont observé un jet lumineux unidirectionnel de matière éjecté à une vitesse des trois quarts de la vitesse de la lumière du noyau du blazar PSO J030947.49 + 271757.31 (ci-après PSO J0309 + 27).

Les blazars sont des noyaux galactiques actifs avec des jets relativistes de matière se précipitant vers nous presque de front à la vitesse de la lumière.

Ils brillent non seulement avec la lumière visible, mais aussi avec tous les types de rayonnement, des ondes radio aux rayons gamma.

Malgré d'intenses efforts d'observation et théoriques sur plusieurs décennies, les détails de l'astrophysique des blazars restent mal compris.

Découvert en 2019, le PSO J0309 + 27 est à environ 12,8 milliards d'années-lumière de la Terre.

L'objet est visible tel qu'il était lorsque l'univers avait moins d'un milliard d'années, soit un peu plus de 7% de son âge actuel.

C'est le blazar émetteur radio le plus brillant jamais vu à cette distance. C'est également le deuxième blazar le plus brillant à émettre des rayons X à cette distance.

Dans la nouvelle étude, un astronome de l'Université de Bologne a effectué des observations de suivi du PSO J0309 + 27 à l'aide de télescopes Jansky Very Large Array (VLA) et d'un système de ligne de base très longue (VLBA).

"Dans la nouvelle image, l'émission radio la plus brillante provient du noyau galactique dans le coin inférieur droit", ont déclaré les chercheurs. "Le jet est propulsé par l'énergie gravitationnelle d'un trou noir supermassif dans son noyau et se déplace vers l'extérieur vers le coin supérieur gauche."

Le jet vu ici s'étend sur environ 1600 années-lumière et montre la structure à l'intérieur.

L'analyse des propriétés de PSO J0309 + 27 fournit un support pour certains modèles théoriques expliquant pourquoi les blazars sont rares dans l'Univers primitif.

"Si PSO J0309 + 27 est un vrai blazar, comme en témoignent ses propriétés aux rayons X, alors nous trouvons que son facteur de Lorentz volumétrique devrait être relativement faible", ont écrit les scientifiques dans leur article (Le facteur de Lorentz en cinématique relativiste est une fonction de vitesse monotone croissante , qui tend vers l'infini lorsque la vitesse tend vers la vitesse de la lumière).

Cette valeur serait en faveur du scénario actuellement proposé pour concilier la rareté des blazars à haut redshift avec les prévisions actuelles.

Cependant, nous ne pouvons pas exclure que PSO J0309 + 27 soit visible sous un grand angle de vision, ce qui signifie que les rayons X doivent être amplifiés, par exemple, par rétrodiffusion Compton à partir du fond cosmique micro-ondes.

Des contraintes plus strictes sur le facteur de volume de Lorentz dans PSO J0309 + 27 et sur ces facteurs dans d'autres blazars à redshift élevé sont nécessaires pour tester si leurs propriétés diffèrent vraiment de celles de la population de blazars à faible redshift.

Les résultats ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.