Une structure galactique gargantuesque a été découverte : la radiogalaxie géante Alcyoneus prospère sur 16,3 millions d’années-lumière. Son expansion n’est visiblement pas finie.

Elle s’appelle Alcyoneus et semble bien être la plus grande galaxie jamais identifiée. Une équipe de scientifiques détaille les caractéristiques de cette monstrueuse galaxie dans une étude prépubliée, à paraître dans la revue Astronomy & Astrophysics, repérée par ScienceAlert le 15 février 2022.

Cette gigantesque structure évolue à 3 milliards d’années-lumière de notre planète. Il s’agit plus exactement d’une « radiogalaxie géante » : ce sont, comme le décrivent les auteurs, « les plus grandes structures de l’Univers générées par des galaxies individuelles ». Néanmoins, soulignent-ils, « les principaux mécanismes à l’origine de leur croissance exceptionnelle restent mal compris ». Pour en savoir plus, les scientifiques estiment qu’il est donc intéressant « d’étudier des exemples extrêmes ». Leur découverte d’Alcyoneus tombe à pic.

Alcyoneus, la plus grande des radiogalaxies géantes

Cette galaxie s’étale sur une distance de 5 mégaparsecs dans l’espace, soit environ 16,3 millions d’années-lumière. Pour la repérer, les chercheurs ont travaillé sur des données collectées par LOFAR (« LOw Frequency ARray »), un réseau d’interféromètres constituant un radiotélescope géant.

galaxie Alcyoneus
Alcyoneus. // Source : Astronomy & Astrophysics

Comme leur nom l’indique, les radiogalaxies émettent des ondes radio extrêmement puissantes : leur puissance peut atteindre 1 038 watts, ce qui est un million de fois plus que ce qu’émet une galaxie plus classique (comme la nôtre, la Voie lactée). Les radiogalaxies sont composées d’un noyau compact, un couple de jets émergeant du noyau et des lobes qui s’étendent bien au-delà de la galaxie visible. Souvent, ces structures sont le résultat d’une fusion d’autres galaxies plus petites. L’origine de leur énergie est associée à la présence d’un trou noir situé dans le noyau : les jets en émergent et fournissent de l’énergie aux lobes. Ce fonctionnement parait assez classique, mais les scientifiques ne parviennent pas à expliquer pourquoi, dans le cas des radiogalaxies géantes, ces structures prennent des proportions gigantesques.

Monstrueusement grande, mais « étrangement ordinaire »

Les scientifiques soulignent dans leur étude qu’on connait environ un millier de radiogalaxies géantes. Seule une centaine sont plus grandes que 2 mégaparsecs, seule une dizaine excèdent 3 mégaparsecs. La plus longue qui avait été identifiée était jusqu’à présent un spécimen de 4,9 mégaparsecs de long. Alcyoneus vient donc désormais lui ravir la première place.

Même si elle est monstrueusement grande, Alcyoneus est aussi présentée comme « étrangement ordinaire ». C’est une galaxie elliptique (de forme ovale), avec un trou noir supermassif en son centre (représentant environ 400 millions de fois la masse du Soleil). Les auteurs en concluent qu’ « ainsi, des galaxies très massives ou des trous noirs centraux ne sont pas nécessaires pour faire croître des géantes, et si l’état observé est représentatif de la source sur sa durée de vue, une puissance radio élevée ne l’est pas non plus ». Cela permet d’écarter des possibilités. Mais alors, comment expliquer l’existence de cette galaxie gargantuesque ?

« La lutte d’Alcyoneus pour la suprématie du cosmos continue. »

Une hypothèse serait qu’Alcyoneus évolue dans une région de l’espace où la densité est plus faible, ce qui permettrait cette incroyable expansion. « Les pressions dans les lobes sont les plus basses jamais trouvées », notent les auteurs. Quoi qu’il en soit, le règne de ce colosse n’est pas terminé, selon les chercheurs : « Très probablement, les lobes sont toujours en expansion — et la lutte d’Alcyoneus pour la suprématie du cosmos continue ».