Un objet mystère déroutant puissant trouvé dans une galaxie à proximité et uniquement visible jusqu’à présent dans des longueurs d’onde radio millimétriques pourrait être un tout nouvel objet astrophysique contrairement à tout ce que les astronomes ont vu auparavant.
L’objet a été nommé «punctum», dérivé du latin pūnctum signifiant « point » ou
« Dot », par une équipe d’astronomes dirigée par Elena Shablovinskaia de l’Instituto d’Estudios Astrofísicos aux Portales de l’Universidad Diego au Chili. Shablovinskaia l’a découverte en utilisant Alma, le grand réseau d’Atacama Millimètre / submillimitmet.
« En dehors du domaine des trous noirs supermassifs, Punctum est vraiment puissant », a déclaré Shablovinskaia à Space.com.
Les astronomes ne savent pas encore ce qu’il est – seulement qu’il est compact, a un champ magnétique étonnamment structuré et, en son cœur, est un objet rayonnant de quantités intenses d’énergie.
Punctum est situé dans le Galaxy NGC 4945 actif, qui est un voisin assez proche de notre galaxie de la Voie lactée, située à 11 millions d’années-lumière. C’est juste au-delà des limites du groupe local. Pourtant, malgré cette proximité, il ne peut pas être vu dans la lumière optique ou aux rayons X mais plutôt seulement des longueurs d’onde radio millimétriques. Cela n’a fait qu’aggraver le mystère, bien que le télescope spatial James Webb (JWST) n’ait pas encore jeté un coup d’œil à l’objet en longueurs d’onde presque infrarouge.
Que pourrait être Punctum?
Sa luminosité est restée la même sur plusieurs observations effectuées en 2023, ce qui signifie qu’il ne s’agit pas d’une fusée ou d’un autre type de phénomène transitoire. Le rayonnement à ondes de millimètres provient généralement d’objets froids tels que les jeunes disques protoplanétaires et les nuages moléculaires interstellaires. Cependant, des phénomènes très énergiques tels que les quasars et les pulsars peuvent également produire des ondes radio à travers le rayonnement synchrotron, où les particules chargées se déplaçaient près de la vitesse de la spirale légère autour des lignes de champ magnétique et rayonnent des ondes radio.
Ce que nous savons sur Punctum, c’est que sur la base de la forte polarisation de sa lumière millimétrique, il doit posséder un champ magnétique hautement structuré. Et donc, Shablovinskaia pense que ce que nous voyons de Punctum est le rayonnement synchrotron. Les objets avec une forte polarisation ont tendance à être des objets compacts, car les objets plus grands ont des champs magnétiques désordonnés qui lavent toute polarisation.
Peut-être que ce rayonnement synchrotron est propulsé par un magnétar, selon l’équipe, qui est un pulsar très magnétique. Cependant, alors que le champ magnétique ordonné d’une magnétar s’adapte à la facture, les magnétars (et les pulsars réguliers d’ailleurs) sont beaucoup plus faibles aux longueurs d’onde millimétriques que Punctum.
Les restes de supernova tels que la nébuleuse de crabe, qui sont les entrailles désordonnées explosées dans l’espace d’une étoile qui a explosé en 1054 après JC, sont brillantes à des longueurs d’onde millimétriques. Le problème est que les restes de supernova sont assez grands – la nébuleuse de crabe elle-même a environ 11 années-lumière de diamètre – tandis que Punctum est clairement un objet compact beaucoup plus petit.
« Pour le moment, Punctum se distingue vraiment – il ne rentre pas confortablement dans aucune catégorie connue », a déclaré Shablovinskaia. « Et honnêtement, rien de tel n’est apparu dans des enquêtes en millimètres précédentes, en grande partie parce que, jusqu’à récemment, nous n’avions rien d’aussi sensible et à haute résolution qu’Alma. »
Il y a la mise en garde que Punctum pourrait être une valeur aberrante: une version extrême d’un objet par ailleurs familier, comme un magnétar dans un environnement inhabituel, ou un supernova résidant avec un matériau dense. Pour l’instant, cependant, ce ne sont que des suppositions manquant de preuves à l’appui. Il est tout à fait possible que Punctum soit en effet le premier d’un nouveau type d’objet astrophysique que nous n’avons pas vu auparavant simplement parce que seul Alma peut les détecter.
Dans le cas de Punctum, il est 100 fois plus faible que le noyau actif de NGC 4945 qui est sous tension par un trou noir supermassif se nourrissant de matière infaillible. Punctum n’aurait probablement pas été remarqué du tout dans les données Alma si ce n’était pas pour sa polarisation exceptionnellement forte.
D’autres observations avec Alma aideront certainement à faire la lumière sur le type d’objet Punctum. Les observations qui ont découvert Punctum étaient en fait axées sur le noyau actif brillant de NGC 4945; C’était juste un événement que Punctum a été remarqué dans le domaine de la vision. Les futures observations d’ALMA ciblant Punctum pourraient plutôt aller à des niveaux de bruit beaucoup plus faibles sans se soucier du noyau brillant de la galaxie surexposé, et il pourrait également être observé à différentes fréquences.
La plus grande aide pourrait potentiellement provenir du JWST. S’il peut voir un homologue infrarouge, sa plus grande résolution pourrait aider à identifier ce qu’est Punctum.
« La forte résolution de JWST et la gamme spectrale large pourraient aider à révéler si l’émission de Punctum est purement synchrotron ou implique des lignes de poussière ou d’émission », a déclaré Shablovinskaia.
Pour l’instant, ce sont tous des sites et mais, et tout ce que nous pouvons dire avec certitude, c’est que les astronomes ont un véritable mystère sur leurs mains qui les a jusqu’à présent laissés en train de se sentir déconcertés.
« En tout cas », a conclu Shablovinskaia, « Punctum nous montre qu’il y a encore beaucoup à découvrir dans le ciel millimètre. »
Un article décrivant la découverte de Punctum a été accepté par la revue Astronomy & Astrophysics, et une pré-impression est disponible sur Astro.ph.
