Des galaxies radio mourantes s’estompent plus rapidement que prévu
Des astronomes ont identifié une population peu étudiée de galaxies radio résiduelles faibles qui semblent s’éteindre rapidement après que leurs trous noirs supermassifs centraux cessent de produire des jets radio puissants. Ces découvertes offrent un aperçu des dernières étapes de l’évolution des galaxies radio.
Une étude menée par des chercheurs de l’Université de Cape Town (UCT) et de l’Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy (IDIA) a examiné 14 galaxies radio résiduelles potentielles dans le champ de la structure à grande échelle XMM-Newton (XMM-LSS). Les galaxies radio résiduelles sont des systèmes dans lesquels les jets produits par le noyau galactique actif (AGN) central ont cessé. Lorsque ces jets ne fournissent plus de particules énergétiques aux grands lobes radio de la galaxie, les particules présentes dans les lobes perdent progressivement leur énergie, entraînant une diminution de l’émission radio.
Pour étudier ces objets en détail, l’équipe a combiné des observations sensibles provenant du relevé MeerKAT MIGHTEE et du relevé uGMRT superMIGHTEE, ainsi que des mes supplémentaires de LOFAR, GMRT et du Jansky Very Large Array. Les observations ont couvert des fréquences radio allant de 144 MHz à 1,5 GHz, permettant aux chercheurs d’examiner comment les spectres radio des galaxies changent à me que les particules à l’intérieur de leurs lobes vieillissent.
La modélisation spectrale détaillée a montré que 12 des 14 candidats étaient de véritables galaxies radio résiduelles, tandis que les deux autres ont été identifiées comme des sources actives. Ce résultat souligne l’importance d’observations étendues sur plusieurs fréquences radio, car des classifications basées sur un ensemble de mes limité peuvent produire des résultats trompeurs.
Une des découvertes les plus remarquables de l’étude est que de nombreux résidus confirmés semblent relativement jeunes. Leur âge spectral total varie d’environ 8 à 42 millions d’années, avec un âge médian d’environ 12 millions d’années. Cela est plus jeune que de nombreuses galaxies radio résiduelles examinées dans des études antérieures. Les objets représentent également des points très différents dans la phase résiduelle de l’évolution des galaxies radio, avec une proportion de leur durée de vie totale passée dans la phase résiduelle allant d’environ 4 à 83 %. Certains systèmes semblent donc avoir arrêté leurs jets récemment, tandis que d’autres évoluent sans jets actifs depuis plus longtemps.
De plus, de nombreuses galaxies sont situées à des décalages vers le rouge relativement élevés, ce qui signifie qu’elles sont observées à de grandes distances cosmiques. Dans ces conditions, les électrons relativistes peuvent perdre de l’énergie plus rapidement en interagissant avec l’univers cosmique. Les chercheurs ont trouvé une relation négative significative entre le décalage vers le rouge et l’âge spectral, soutenant l’idée que les galaxies radio résiduelles plus éloignées peuvent s’estomper plus rapidement, réduisant ainsi le temps pendant lequel les astronomes peuvent les détecter.
Les cartes montrant les âges spectraux à travers des galaxies individuelles ont également révélé que leurs lobes radio continuent de changer après que les jets se sont éteints. Dans les sources étendues, les chercheurs ont observé des gradients d’âge systématiques cohérents avec le mouvement du plasma à travers les lobes. Les résidus compacts, en revanche, ont montré des schémas de vieillissement moins ordonnés, influencés par les environnements environnants des galaxies et la structure de leurs champs magnétiques.
La découverte de ces résidus faibles et relativement jeunes fournit aux astronomes un nouvel élément du puzzle concernant le cycle de vie complet des galaxies radio. Les résultats pourraient également améliorer la compréhension des cycles d’activité des trous noirs supermassifs au centre de ces galaxies. Les découvertes pourraient également offrir un aperçu précoce d’une population beaucoup plus vaste, les futurs relevés radio en profondeur du Square Kilometre Array (SKA) étant attendus pour révéler de nombreuses autres galaxies radio résiduelles faibles et à décalage vers le rouge élevé.
L’étude, intitulée « SuperMIGHTEE: Spectral Ages of Remnant Radio Galaxy Candidates in the XMM-LSS Field, » est publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 550 (2026).
Source : Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
