Communiqué de presse

"Joute cosmique" : des astronomes observent une paire de galaxies en pleine bataille dans les profondeurs de l’espace

21 mai 2025

Des astronomes ont observé pour la première fois une violente collision cosmique au cours de laquelle une galaxie en transperce une autre par un intense rayonnement. Leurs résultats, publiés aujourd'hui dans la revue Nature, montrent que ce rayonnement atténue la capacité de la galaxie blessée à former de nouvelles étoiles. Cette nouvelle étude combine les observations du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO) et dl'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), révélant ainsi tous les détails saisissants de cette bataille galactique.

Dans les profondeurs lointaines de l’Univers, deux galaxies sont engagées dans une guerre spectaculaire. À maintes reprises, elles se précipitent l’une vers l’autre à une vitesse de 500 km/s sur une trajectoire de collision violente, ne faisant qu’effleurer leur cible avant de se replier pour un nouveau round.
« Nous appelons donc ce système la joute cosmique », explique Pasquier Noterdaeme, co-auteur de l’étude et chercheur à l’Institut d’Astrophysique de Paris (France) et au Laboratoire franco-chilien d’Astronomie au Chili, en faisant référence au sport médiéval. Mais ces chevaliers galactiques n’ont rien de chevaleresque, et l’un d’eux dispose d’un avantage particulièrement injuste : il utilise un quasar pour transpercer son adversaire d’une lance de radiation.

Les quasars sont les noyaux brillants de certaines galaxies lointaines qui sont alimentés par des trous noirs supermassifs, libérant d'énormes quantités de rayonnement. Les quasars et les fusions de galaxies étaient autrefois beaucoup plus courants, apparaissant plus fréquemment au cours des premiers milliards d'années de l'Univers, de sorte que pour les observer, les astronomes se tournent vers le passé lointain à l'aide de puissants télescopes. La lumière de cette « joute cosmique » a mis plus de 11 milliards d'années à nous parvenir, de sorte que nous la voyons telle qu'elle était lorsque l'Univers n'avait que 18 % de son âge actuel.

« C’est la première fois que nous observons directement l’effet de la radiation d’un quasar sur la structure interne du gaz d’une galaxie par ailleurs normale », explique Sergei Balashev, co-auteur de l’étude et chercheur à l’Institut Ioffe de Saint-Pétersbourg, en Russie.
Les nouvelles observations indiquent que la radiation émise par le quasar perturbe les nuages de gaz et de poussière de la galaxie "régulière", ne laissant derrière elle que les régions les plus petites et les plus denses. Ces zones seraient probablement trop réduites pour permettre la formation d’étoiles, privant ainsi la galaxie blessée de ses pouponnières stellaires, dans une transformation aussi spectaculaire que radicale.

Mais cette victime galactique n'est pas la seule à être transformée. Sergei Balashev explique : « On pense que ces fusions apportent d'énormes quantités de gaz aux trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies ». Dans cette joute cosmique, de nouvelles réserves de carburant sont mises à la portée du trou noir qui alimente le quasar. Lorsque le trou noir se nourrit, le quasar peut poursuivre son attaque dévastatrice.

Cette étude a été réalisée à l'aide d'ALMA et de l'instrument X-shooter du VLT de l'ESO, tous deux situés dans le désert d'Atacama au Chili. La haute résolution d'ALMA a permis aux astronomes de distinguer clairement les deux galaxies en fusion, qui sont si proches l'une de l'autre qu'elles semblaient ne former qu'un seul objet dans les observations précédentes. Avec X-shooter, les chercheurs ont analysé la lumière du quasar lorsqu'elle traverse la galaxie régulière. Cela a permis à l'équipe d'étudier comment cette galaxie a souffert du rayonnement du quasar dans ce combat cosmique.

Des observations avec des télescopes plus grands et plus puissants pourraient permettre d'en savoir plus sur ce type de collisions. Comme le dit Pasquier Noterdaeme, un télescope comme l'Extremely Large Telescope de l'ESO « nous permettra certainement d'approfondir l'étude de ce système, et d'autres, afin de mieux comprendre l'évolution des quasars et leur effet sur les galaxies hôtes et les galaxies voisines ».

Plus d'informations

Cette recherche a été présentée dans un article à paraître dans Nature intitulé « Quasar radiation transforms the gas in a merging companion galaxy » (Le rayonnement d'un quasar transforme le gaz dans une galaxie compagnon qui fusionne). (doi: 10.1038/s41586-025-08966-4).

L'équipe est composée de S. Balashev (Ioffe Institute, St Petersburg, Russia), P. Noterdaeme (Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, France [IAP] & French-Chilean Laboratory for Astronomy [FCLA], Chile), N. Gupta (Inter-University Centre for Astronomy, Pune, India [IUCAA]), J.K. Krogager (Université Lyon I, Lyon, France & FCLA), F. Combes (Collège de France, Paris, France), S. López (Universidad de Chile [UChile]), P. Petitjean (IAP), A. Omont (IAP), R. Srianand (IUCAA), and R. Cuellar (UChile).

L’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), une installation astronomique internationale, est le fruit d’un partenariat entre l'ESO, l’U.S. National Science Foundation (NSF) et le National Institutes of Natural Sciences (NINS) du Japon en coopération avec la République du Chili. ALMA est financé par l'Observatoire Européen Austral (ESO) pour le compte de ses Etats membres, la NSF en coopération avec le National Research Council du Canada (NRC), le National Science Council of Tawain (NSC) et le NINS en coopération avec l’Academia Sinica (AS) à Taiwan et le Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). La construction et la gestion d'ALMA sont supervisées par l'ESO pour le compte de ses Etats membres, par le National Radio Astronomy Observatory (NRAO) dirigé par Associated Universities, Inc (AUI) en Amérique du Nord, et par le National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) pour l'Asie de l'Est. L’Observatoire commun ALMA (JAO pour Joint ALMA Observatory) apporte un leadership et un management unifiés pour la construction, la mise en service et l’exploitation d’ALMA.

L'Observatoire Européen Austral (ESO) permet aux scientifiques du monde entier de découvrir les secrets de l'Univers pour le bénéfice de tous. Nous concevons, construisons et exploitons des observatoires au sol de classe mondiale - que les astronomes utilisent pour s'attaquer à des questions passionnantes et transmettre la fascination de l'astronomie - et nous encourageons la collaboration internationale en astronomie. Créé en 1962 en tant qu'organisation intergouvernementale, l'ESO est aujourd'hui soutenu par 16 États membres (Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, France, Finlande, Irlande, Italie, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse), ainsi que par l'État hôte du Chili et l'Australie en tant que partenaire stratégique. Le siège de l'ESO ainsi que son centre d'accueil et son planétarium, l'ESO Supernova, sont situés près de Munich en Allemagne, tandis que le désert chilien d'Atacama, un endroit magnifique offrant des conditions uniques pour observer le ciel, accueille nos télescopes. L'ESO exploite trois sites d'observation : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le Very Large Telescope et son Very Large Telescope Interferometer, ainsi que des télescopes de sondage tel que VISTA. Toujours à Paranal, l'ESO accueillera et exploitera le Cherenkov Telescope Array South, l'observatoire de rayons gamma le plus grand et le plus sensible au monde. Avec ses partenaires internationaux, l'ESO exploite APEX et ALMA à Chajnantor, deux installations qui observent le ciel dans le domaine millimétrique et submillimétrique. Au Cerro Armazones, près de Paranal, nous construisons "le plus grand œil au monde tourné vers le ciel" - l'Extremely Large Telescope de l'ESO. Depuis nos bureaux de Santiago du Chili, nous soutenons nos opérations dans le pays et nous nous engageons auprès des partenaires et de la société chiliens.

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Contacts

Pasquier Noterdaeme
Institut d'Astrophysique de Paris
Paris, France
Tél: +33 1 44 32 81 65
Courriel: noterdaeme@iap.fr

Sergei Balashev
Ioffe Institute
St Petersburg, Russia
Tél: +7 921 970 2553
Courriel: s.balashev@gmail.com

Bárbara Ferreira
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